前面已阐述过水对人的重要作用，水是人体细胞和体液的主要组分，水是人体进行新陈代谢过程中起至关重要作用的媒介。
经科学测定，人体血液中各种化学元素，微量元素平均值与地壳中元素的丰度值密切相关。矿泉水溶解了地壳中相关地层的矿物质，所以矿泉水中所含人体必需的微量元素和矿物质也最接近人体的自然状态。从营养学上讲，矿物质、微量元素在人体中所起的作用不亚于维生素，它的作用要比我们认识到的大得多。
有人说：“我们所需要的矿物质、微量元素主要来自食物，水中不含矿物质不影响大局。”作为人体必需和有益的十几种微量元素：铁、锌、硅、锶、氟、铜、硼、溴、碘、锂、锰、硒、铬、钼、锗、钴、钒，虽然主要来源于食物，但水中的微量元素多以离子状态存在，更易渗入细胞被人体吸收。食物中的微量元素由于受植物纤维和植酸的影响，吸收率多数不到30%，有的还不足10%。而溶于水中的微量元素吸收率高达90%以上，而且人一天的饮水量要大于食量，所以不足部分，必须靠饮水来补充。
也有人说：“矿物质、微量元素缺乏，我可以吃含微量元素、矿物质的营养品来补充，水中有没有微量元素、矿物质无关紧要”。我们说，营养品是能给人补充微量元素、矿物质，但水中的微量元素、矿物质在水中所起的作用已不仅仅是营养物质的作用。
随着科学的发展，人们对水的研究日益深入。在这里值得提出的是，近年来一些专家教授论述：从量子力学、化学及结构学观点及其实验证明，水中矿物质对生物体不但有营养作用，而且对维持水的正常构架起着主要作用。除去矿物质后，水的结构发生异变，功能也发生异变。从分子生物学、营养学研究进展来看，水不但起解渴、载体的作用，而且直接参与生物物质代谢、能量代谢和遗传信息传递等作用。
我们知道水分子H2O是有正、负极性的，矿泉水中含有丰富的矿物质、微量元素，它们以正、负离子状态存在，例如：Ca2+、Mg2+、K+、Na+、Cl-、等等，这些正、负离子被吸附在有正、负极性的水分子周围，形成了一个个团状小分子，这种小分子团极易参与人体细胞的新陈代谢。它将有益人体的营养物质、微量元素带入细胞膜内，将细胞内的废物溶解带出，排出体外。而除去矿物质、微量元素的水，水分子之间互相吸引、链接，成为链条状的大分子团，这种大分子团水不易进入人体细胞，甚至会产生相反的作用，它会在细胞间产生负压，导致人体内原有的矿物质、微量元素向外流失。从这个观点来看，矿泉水中矿物质、微量元素所起的作用已远远大于其本身的营养作用。这就是不能忽视水中微量元素、矿物质的价值的原因。
下面将矿泉水中主要矿物质和界限指标元素在人体中所发挥的功能简述如下：
1.宏量元素（即矿泉水中的水化学成分）
（1）钙离子（Ca2+）：是人体内对生命活动有着重要作用的元素，含量很丰富，总量超过1千克，其中99%存在于骨骼和牙齿中，仅1%左右分布在血液及各种软组织中。如果钙摄入不足，会导致动脉硬化、高血压、结石和骨质疏松等疾病。缺钙也影响婴幼儿、青少年生长发育。矿泉水富含钙，而且钙在水中以离子状态存在，极易吸收，起到很好地补钙作用。
（2）镁离子（Mg2+）：镁是机体存活必需元素之一。对于许多酶的功能活动是很重要的。细胞内新陈代谢的正常进行，好几种酶的催化活动必须有镁的激活。
镁离子对心脏血管系统和神经系统具有抑制作用。
镁离子过少时，运动神经兴奋性增强而发生一系列症状。镁与钙在化学上及生理功能上均有相同之处，低镁低钙均增加神经肌肉的兴奋性，而高镁高钙均有镇静作用。但镁与钙亦有独特的不同点，用含镁的矿泉水治疗心律失常和心肌坏死是有益的。镁盐有泻下消导及利胆的功能。
（3）钾离子（K+）：钾是细胞内液的主要离子，维持细胞的新陈代谢。细胞内一些酶的活动必须有高浓度的钾存在，钾对细胞内液的渗透压及酸碱平衡的维持具有重要作用。
钾有保持神经肌肉应激性能的作用。神经肌肉系统必须有一定浓度的钾才能保持正常的应激性能，钾浓度过高，神经肌肉过度兴奋，钾浓度过低，神经肌肉陷于麻痹。对神经系统的冲动传导，细胞外液的钾的浓度起着决定性的作用。
钾的浓度对心肌收缩运动的协调具有重要的意义，血浆钾的浓度过高时对心肌有抑制作用；血浆钾浓度过低则产生心律紊乱，血钾过低过高均可产生心电图的变化。
长期饮用含钾矿泉水对提高副交感神经的兴奋性，可使低钾引起的心律紊乱得到改善。
（4）钠离子（Na+）：钠离子是饮用天然矿泉水中常见的化学元素，也是人体需要的常量元素，它对维持细胞外液和调节水盐平衡起到主要作用。钠对肌肉收缩和心脏血管功能的调节都是不可缺少的元素。饮用含有钠离子的矿泉水，具有促进胃肠蠕动、胆汁排泄、血管收缩等作用。
（5）重碳酸根等阴离子：水中重碳酸根对促进胃肠道疾患的康复有良好的效果。当饮用天然矿泉水中含有大量重碳酸根时，对改善消化和循环系统的功能极为有利。硫酸根、氯根能促进胃肠蠕动，治疗便秘。
2.界限指标元素
（1）锂：我国饮用天然矿泉水（GB8537—1995）标准规定锂含量大于0.2毫克/升为锂矿泉水，同时规定锂含量的限量标准不得超过5毫克/升。
依据有关专家和一些药物介绍，锂元素有“活化”、“解毒”、“拮抗”作用，长期饮用天然锂矿泉水，可以有助于抑制心血管病和癌症的发生。此外，早在16世纪，欧洲人就用含锂的温泉治疗狂躁病，说明锂元素具有镇静安神作用。另据某些生理医学专家介绍，含锂的药物有助于人体生血，刺激、改善造血功能状态。但绝对不能过量，若人体内锂元素过量，就可能会导致肌肉震颤，精神错乱和致畸等。
（2）锶：我国GB8537—1995标准规定锶含量大于0.2毫克/升为锶矿泉水，其限量指标为小于5毫克/升。
人体所有的组织都含有锶。锶对人体的功能主要是与骨骼的形成密切相关，为人体骨骼及牙齿的正常组成部分。它与血管的功能及构造也有关系，其作用机制可能是锶在肠内与钠竞争吸收部位，从而减少人体对钠的吸收，增加钠的排泄。体内钠过多，易引起高血压、心血管疾病，而锶却能减少人体对钠的吸收，故也有预防血管疾病之作用。
锶还与神经及肌肉的兴奋有关，临床上曾用各种化合物治疗荨麻疹和副甲状腺功能不全而引起的抽搐症。5毫克/升以下的含锶矿泉水，有益于人体健康，而又不会产生不良的作用。
（3）偏硅酸：我国饮用天然矿泉水国家标准（GB8537—1995）规定，偏硅酸矿泉水中的偏硅酸含量大于25毫克/升，并规定含量在25～30毫克/升范围时，水温必须在25℃以上。
硅是人体所必需的微量元素，硅在水中溶解度很小，一般以偏硅酸形式存在于水中。偏硅酸对人体心血管、骨骼生长等具有保健功能。有关资料报道：偏硅酸对人体具有良好的软化血管的功能，可使人的血管壁保持弹性，故对动脉硬化、心血管和心脏疾病能起到明显的缓解作用。水中硅含量高低与心血管病发病率呈负相关。硅在骨骼化过程中具有生理上的作用，它对骨骼化的速度有影响。
广州市郊有一长寿村，村民长期饮用偏硅酸矿泉水（黑云母花岗岩裂隙水），所以寿命长。这个村自古以来，平均寿命都在70岁以上。90多岁的妇女还行走自如。
（4）锌：我国饮用天然矿泉水国家标准（GB8537—1995）明确规定锌含量大于或等于0.2毫克/升，为锌矿泉水，其限量指标为5毫克/升。
锌是正常生长、生殖和生命所不可缺少的微量元素。它可以增强人体创伤的再生能力，加速创伤组织的愈合。所以，治疗外伤和内伤的药物大多是含锌物质，其效果明显。据医学专家介绍，对正在发育的儿童和青少年，锌有更重要的营养价值。在人体内，锌参与核酸及蛋白质的合成，参与免疫和内分泌，代谢及维持细胞生物膜的稳定性。锌还参与多种酶的组成，能够影响细胞的分裂、生长和再生。
锌在人体内还有一种特殊功能，即它能够与镉、铜、银等毒性元素一起与蛋白质结合，可以抑制这些毒性元素在人体内的吸收。此外，锌在正常人体内，不会从尿中排泄，当患有肾病或酒精中毒引起中毒性肝硬变时，才会从尿中排泄出较多的锌。临床经验证明，凡从尿中检验出较多锌时，可以判断肝病的严重程度。
为此，人体内不能缺锌。饮含锌矿泉水相当好，这是人体内补充锌的最佳来源。
（5）碘：我国饮用天然矿泉水国家标准（GB8537—1995）规定碘化物含量大于或等于0.2毫克/升。其上限值规定为碘化物含量小于0.5毫克/升。
碘是最早被公认为对人体健康有重要作用的必需微量元素之一。
碘在人体内主要是通过甲状腺激素发挥作用。甲状腺激素的主要生理功能是促进蛋白质合成，活化100多种酶，调节能量转换，加速生长发育，维持中枢神经系统和骨骼系统的结构，保持正常精神状态、身体形态和新陈代谢等重要机能。
人体缺碘会引起甲状腺肿大。这是由于甲状腺中含碘量减少、机体为适应这种缺碘状态，以维持正常的甲状腺功能而发生的代偿性的甲状腺增生，以致甲状腺肿大。人们所熟知的地方性甲状腺肿大是世界上流行最广泛的地方病，千百年来一直是危害人类健康的主要流行病之一。
更为严重的是，在一些古老的缺碘性地方性甲状腺肿大流行区，常常发现克汀病或类似克汀病的病人，这些人终生智力低下、矮小、聋哑和痴呆，甚至瘫痪。据研究这是一种地方性先天性疾病，是由于胎儿和婴幼儿时期缺碘所致，但只要在妊娠和怀孕期间以及孩童时期充分补充碘，就可预防此病的发生。而矿泉水中碘含量则相对比较稳定，因此含碘矿泉水的勘察与开发将给地甲病和克汀病患区带来福音。
碘对人体的生理学功能，还表现在对于肌体外部创伤的治疗上。如最为人们所熟知的常备药品碘酒，就有明显的激活机体、促进吸收而起到使伤口愈合之作用。矿泉医学还认为，利用碘矿泉浴疗，对于动脉硬化、甲状腺机能亢进、风湿性关节疾病、皮肤病等具有良好疗效，以之饮疗可医治妇女月经失调、更年期综合症、高血压、动脉硬化、甲状腺机能亢进等疾病。
当然，过量摄入碘同样对身体不利。如果碘在肌体中富集过多会引起甲状腺肿大（甲状腺中毒症）。饮用天然矿泉水中含碘量限量小于0.5毫克/升，对人体健康是具有保健作用的。
（6）溴：我国饮用天然矿泉水国家标准（GB8537—1995）规定溴化物含量大于或等于1毫克/升，可定为溴矿泉水，对溴上限值没有做出规定。
溴在人体内的生物学作用机制至今研究得还很不够。据认为，溴对人体的中枢神经系统和大脑皮层的高级神经活动具有抑制和调节作用。在医学上广泛应用溴制剂治疗神经过敏症和神经衰弱症，并取得良好疗效。如著名的巴甫洛夫合剂（含溴化钾2%）及三溴合剂在医疗上就具有镇静和催眠作用。溴制剂与某些药物共同施用，还可治疗惊厥和癫痫症。溴矿泉水也广泛用于治疗神经官能症、植物神经紊乱症、神经痛和失眠等。
（7）硒：我国饮用天然矿泉水国家标准（GB8537—1995）规定硒含量大于0.01毫克/升，为硒矿泉水，上限限量为小于0.05毫克/升。
硒是人体所必需的微量元素之一。换句话说，硒是人体和生命不可缺少的微量元素。当人体过量摄入时（指每天摄入量超过5毫克）有毒，而在无毒剂量下，硒在人体内却能够起到抵抗和减少其他有毒元素，如汞、镉、铊、砷等的毒性，并抑制癌细胞的生长，预防癌病变。同时，硒在人体内（无毒剂量下），对于防治心血管疾病和提高视力等，都有重要作用。
硒是近20多年来有关专家研究的重点元素之一。也是国际上比较有兴趣的热门课题。研究结果证实，硒在人体内具有“解毒”功能，它能够起到治癌、防癌的“活动分子”的作用。世界医学界对硒研究结果表明，人类衰老的重要原因之一，是人体内广泛存在着“自由基”，它还是多种危害极大的疾病（癌、心血管病、中枢神经病等等）发病的基础，硒却能够起到阻止“自由基”产生的作用。
硒还有一大功能，即能够治疗克山病、大骨节病，促进人体发育和生长的作用。
硒具有毒性的一面，所以人体内不能过量，若过量就会引起头发及指甲脱落，神经受损，过量多会导致死亡。
（8）溶解性总固体：包括水中钾、钠、钙、镁、碳酸盐、氯化物、重碳酸盐，微量元素等的总量。美国饮水方面的专家马丁·福克斯指出：“饮用水中我们不能孤立地只研究单个矿物质的作用。”溶解性总固体就代表了水中矿物质的整体。据资料，美国经92座城市调研，发现常饮溶解性总固体含量高的水，死于心血管病、心脏病、癌症和慢性病的机率比常饮溶解性总固体低的水的要少些。另外，溶解性总固体高对人体的好处还在于人体内的选择吸收。矿物质新陈代谢理论权威John Sorenson博士（医药化学家）说：“饮用水中矿物质能很好地被吸收。”他发现新陈代谢的主要金属元素与非主要元素的比例极受水中主要元素数量的影响，如果所需主要元素得到满足，就很少或没有非主要元素的吸收，它就会排泄掉。举个例子来说，如果水中钙、镁含量高而铅含量低，人体会选择主要元素钙、镁，而将非主要元素铅排泄掉，但如果钙、镁含量也低或没有，细胞就会可能选择非主要元素铅，从而导致蛋白质或酶的机能发生障碍。所以矿泉水中含有丰富的矿物质，可以保护我们免受水中少量有害物质对人体的侵害，这是受污染的水和经处理纯而又纯的水所无法达到的。