החתולים נחשבים כחיה קרניבורית (טורפת) ולכן הם שואבים את מרבית החלבון והשומן שלהם מבשר, דגים ומוצרים אחרים מן החי. לאור המבנה האנטומי של מערכת העיכול שלהם, הם יכולים לעכל ולספוג כמות גבוהה ביותר של חלבון ושומן, אפילו מעבר למידת הצורך, וזאת ללא תופעות הידועות אצל כלבים.

שומן וחומצות שומן 

שומנים שמקורם בעיקר מן החי או שמנים ממקור צמחי מספקים את מקור האנרגיה העיקרי בתזונה. שומנים מכילים יותר מפי שניים אנרגיה מאשר בחלבון ובפחמימות פר גרם.

למעשה, לפחות 50% מסך האנרגיה במזון המותאם לחתולים מגיע ממקור של שומן. 

חלבון 

חלבונים מספקים חומצות אמינו חיוניות לייצור אנזימים, נוגדים, הורמונים, ואף מסייעים להתפתחות תקינה של הרקמות השונות בגוף. בנוסף, חומצות האמינו מאזנות את רמת ה-PH בדם ובכך מונעות היווצרות אבנים בדרכי השתן. לצד זאת, החלבונים הכרחיים לגדילה והתפתחות תקינה של הגוף ומהווים מקור אנרגיה חיוני. להבדיל מכלבים, חתולים זקוקים לחלבון שמקורו מן החי (בשר, דגים או עוף) שכן הם אינם מסוגלים לפרק את כל חומצות האמינו הקיימות בצומח. יחד עם זאת, מינון החלבון אינו מהווה פרמטר יחיד לבריאות החתול, שכן מידת איכות הרכיבים מן החי, לצד נוטריינטים אחרים, הם אלו שמשפיעים על מידת התרומה של החלבון לגוף. על פי הסטנדרטים הבינלאומיים, מזון איכותי לחתולים יכיל למעלה מ-40% רכיבים מן החי. 

חלק מהתנאים הפיזיולוגיים דורשים יותר חלבון ושומנים מאחרים; לדוגמא גדילה, הריון, הנקה.

הריון ואימהות מציבים דרישות גבוהות לחתולה, שכן היא זקוקה לאספקת אנרגיה גבוהה בכדי להזין ולתמוך בהתפתחות הגורים שלה, הן ברחם והן בשבועות הראשונים לחייהם. תזונתה בשלב ההיריון וההנקה מחייבת לעמוד בכל הסטנדרטים הכי גבוהים בכדי לענות על הדרישות התזונתיות הללו. מחקרים הצביעו כי רמות חלבון ושומן גבוהות יותר הפחיתו את תמותת הגורים בכל המלטה ושיפרו את איכות ההנקה.