随着国民经济的快速发展，宠物经济已成为我国经济发展的重要组成部分。相关数据表明，2020年，我国的宠物数量(以猫狗为主)约为11235万只，宠物行业市场规模已接近3000亿元，近五年增速达到30%。宠物食品占宠物市场份额的50%以上，是宠物产业中最重要的组成部分。宠物食品一方面强调满足宠物生存所必需的营养物质，另一方面也附加了人类对于陪伴动物的特殊情感，使得宠物食品的定位介于人类食品和传统的畜禽饲料之间，越来越多的人类产品形态被应用于宠物食品的研究。
功能性宠物食品是指声称并具有特定保健功能为目的的食品，以提高特定功能成分和预防宠物疾病方面为目的宠物食品。适用于特定宠物群使用，不以治疗疾病为目的，具有改善机体功能，并且对机体不产生任何急性、亚急性或慢性危害的食品。
宠物生命周期短、多种原因引起的胃肠道健康不仅影响宠物生活质量，也与宠物主的健康密切相关。宠物胃肠道疾病与其微生态菌群紊乱和多种机体疾病息息相关，例如腹泻、过敏、肥胖和应激等。宠物食品研究中，维持胃肠道健康和微生态平衡的微生态制剂宠物食品越来越受到消费者的关注。益生菌是维持宠物胃肠道健康的最佳选择，宠物食品中添加益生菌成分可以有效维持宠物胃肠道微生态稳定﹐减少宠物胃肠道相关疾病。益生菌也可改善宠物情绪、提高免疫力、控制体重、促进消化、缓解应激，调节过程如图1所示。
益生元是指一些不能被宿主消化吸收却能够选择性促进机体内益生菌代谢和增殖，从而改善宿主健康的有机物质。相关数据表明，以膳食纤维为代表的益生元可以有效改善宠物胃肠道菌群结构，促进益生菌生长繁殖，加快肠胃蠕动，增加饱腹感，减少能量的过度摄入。Barry等通过对比试验，评估了添加了纤维素﹑低聚果糖和果胶的宠物食品对宠物粪便微生物群落的影响，结果显示，在宠物食品中添加特定的益生元可以有效改善肠道微生态环境，促进肠道益生菌的生长，从而起到保护宠物肠道健康的作用。国际益生菌和益生元科学协会(ISAPP)将合生素定义为“由活微生物和宿主微生物选择性利用的底物组成的混合物，可为宿主带来健康益处”。这类制剂应该包括具有活性的微生物和底物，两者互相依赖并协同发挥作用。
合生素的类别可以分为两类，一类是由益生菌和益生元组成，可实现一种或多种健康益处的互补合生素，益生菌和非选择性利用的益生元的综合使用，起到保护肠道健康，调节宿主肠道菌群的作用。另一类是由益生菌及其专属代谢底物组合的协同合生素，两者协同作用，调节和改善宿主的肠道微生态环境。合生素在宠物食品的应用研究中，Strompfova等人通过将发酵乳杆菌(CCM-7421)与菊粉组合添加到实验犬日粮中，分析实验犬粪便微生物种群和血液生化指标，结果发现该合生素可以显著提高犬只粪便中乳酸菌数量，有效降低血清中胆固醇含量，还显示出该合生素组合有益于缓解宠物营养不良和腹泻等症状。
随着微生态学研究的深入，越来越多的益生菌、益生元及合生素被作为一种功能性物质添加到宠物食品中。含有微生态制剂的宠物食品在宠物机体调节方面具有独特的优势，但目前微生态制剂的应用研究仍处于初始阶段，微生态制剂中微生物及其代谢底物的配伍缺乏基础的试验数据，开发有效、安全的宠物用微生态制剂仍是一项长期的研究。
提高宠物免疫一直是宠物食品研究的热点。通过向宠物食品中添加特定的营养素或药用成分，以达到预防疾病，增强免疫力和促进免疫器官、免疫细胞生长，从而帮助宠物维持机体健康。这类宠物食品的研究包括了添加具有免疫药理作用的物质，如在宠物食品中适合添加黄芪、香菇、云芝和榭皮素等中国传统的中药制剂。还有，通过添加能够刺激宠物免疫系统，增强机体免疫能力的物质，如添加氨基酸及多肽类物质和微生态制剂。添加具有提高免疫作用的食品添加剂可以有效维持宠物机体免疫反应、消化系统的健康、生命活力和整体健康。但中药内有效活性成分和适口性仍需要大量试验数据佐证。添加的方式和工艺，如直接均匀添加的狗和猫干粮﹑带有涂层或馅料的零食、不同剂型(膏剂、丸剂、粉剂等)，以适应宠物的饲喂方式，还有待进一步研究。
宠物狗的平均寿命为12岁，猫的平均寿命约为15岁，猫和狗在7岁左右就开始面临与年龄老化有关的健康问题。长期共同生活的主人与宠物之间建立的感情，需要延缓宠物衰老、延长生命来满足。因此，研究开发延缓宠物衰老的宠物食品逐渐受到市场关注。目前，研究抗衰老的宠物食品主要是抗氧化产品，包括富含抗氧化剂的常见营养素(维生素E、维生素C、茶多酚、硒、左旋肉碱、硫辛酸、类黄酮和类胡萝卜素、DHA/EPA等)。Milgram等向宠物食品中分别添加脂溶性维生素、l-α-硫辛酸、抗坏血酸，通过判断老年比格犬的学习和行动能力，验证了长期使用抗氧化宠物食品有助于减缓年龄增长导致的认知衰老和活动能力下降等问题。开发安全高效的天然抗氧化产品，对延缓宠物衰老，提高宠物生活质量具有十分重要的意义。
宠物肥胖症通常是指因营养过剩或缺乏运动而引起的宠物体内多余脂肪沉积的症状，受到品种遗传、年龄、绝育、性别、饮食、疾病等多种因素影响。世界小动物兽医师协会(WSAVA)已经将犬猫肥胖症认定为一种疾病，大量的研究也已经证实肥胖症导致了许多慢性疾病。脂肪堆积会引起器官代谢紊乱、激素失调和免疫反应，产生多种不良后果(如功能障碍、并发症、缩短寿命和生活质量下降等)。对于肥胖症宠物来说，低热量饮食可以作为一种减肥方法，但同时也会降低宠物生活质量。因此，研究具有减肥效果的宠物食品有着广阔的前景。
左旋肉碱是一种广泛存在于肌肉组织的维生素类营养素，可有效促进细胞内脂肪酸氧化分解和乙酰辅酶A代谢，对体内脂肪代谢和能量代谢具有重要意义，是目前市面常见的降脂减肥类产品的有效成分。Center等人通过双盲安慰剂对照试验研究了口服补充左旋肉碱对肥胖症宠物猫的减肥效果，结果显示，食用添加左旋肉碱的肥胖症宠物猫，18周内体重减轻了20%。Center等研究了膳食补充左旋肉碱对32只肥胖症宠物猫的脂肪酸代谢效率和体重减轻量的影响，与正常喂食组相比，添加150 ug/g左旋肉碱的宠物食品脂肪代谢效率提高了48%。一系列的研究证实了左旋肉碱作为一种功能性营养素，在添加到宠物食品中后可以起到安全、快速的减肥效果。
许多药食同源的中药也具有良好的减肥效果，有效成分包括黄酮类﹑皂苷类、多糖类等生物碱类化合物，机制分为加快脂肪代谢和激活脂肪调节信号通路两大类，目前药食同源中药已广泛应用于人类医疗保健及食品行业中。Ye等评估了山楂果实在小鼠高脂肪饲喂过程中的抗高血脂作用，分离并鉴定出山楂果实中多种具有药效作用的黄酮类化合物。对富含黄酮类化合物中药研究中发现，新橙皮苷﹑柚皮苷和橙皮苷等黄酮类化合物可以显著抑制3T3-L1前脂肪细胞的分化，抑制肥胖小鼠的体重增加。其他许多药用植物的活性物质也表现出抗肥胖症活性，如花青素﹑柳皮素山奈酚等。这些试验研究证明了药用植物活性成分在预防和控制肥胖方面的巨大潜力，为开发新型宠物减肥食品提供了理论依据。
宠物食品除了提供维持宠物正常生长、运动和繁殖所需能量外，还需要为特殊群体宠物补充特定一种或多种营养元素，如维生素和矿物质、钙、锌、脂肪酸、消化酶、葡萄糖和软骨素等。这类宠物营养补充剂通常由一种或多种营养素组成，已经被证实具有一定的保健作用，经常食用可以有效调理肠胃﹑促进生理发育、改善大脑功能并降低特定疾病发生的风险。营养补充剂具有一定的个体差异性，以猫和犬为例，两者的消化系统存在着明显的差异，猫属于专性食肉动物，犬和人类一样是杂食性动物。
猫和狗经过长期自然选择，都具有一些食肉动物的特征，如都缺乏唾液淀粉酶、胃肠道短且无法合成维生素D。不同之处在于犬类消化系统可以合成多种必须营养素，如烟酸﹑牛磺酸和精氨酸，猫对氨基酸代谢酶调节能力有限，合成牛磺酸能力低于犬，并且不能将胆汁酸与甘氨酸结合，这导致猫比犬需要更高水平的含硫氨基酸膳食来满足牛磺酸需求。此外，猫科动物无法将胡萝卜素转化为视黄醇，因此需要在日常膳食外补充维生素A，维持视神经正常运转。
低过敏宠物食品的开发也是宠物食品产业链中不可忽视的一部分。食物过敏是指对食物成分(通常是蛋白质)产生的个体免疫介导的反应。宠物因为个体差异，也存在着食物过敏现象，有研究表明，宠物食品的过敏反应与约65%牛肉、乳制品、小麦制品及约25%的羊肉、大豆、鸡肉和蛋制品有关。在低敏宠物食品的研究中，最常采用的降低过敏原的技术手段包括选用低致敏性原料、水解蛋白质为小分子片段。Leistra等通过双盲试验研究宠物食品中蛋白质来源对猫过敏反应的影响，结果显示，单纯饲喂一种肉类或几种蛋白的食物时，更容易引起猫的过敏反应。Puigdemont等人通过对12只幼犬饲喂大豆致敏蛋白构建过敏反应模型，分别饲喂大豆致敏蛋白与大豆水解蛋白，结果显示食用含有大豆水解蛋白的幼犬过敏反应程度降低，过敏导致的临床症状消失。低敏食品作为一类特定宠物需求，仍有着良好的市场前景，在宠物医疗和临床诊断中具有重要意义。
宠物食品依据预包装状态可分为干食品、半湿食品、罐装食品。随着宠物市场的发展，宠物食品的外观和功能发展也越来越多样化。
有调查显示，新颖有趣的宠物食品更能引起宠物主人的消费兴趣。许多宠物店或宠物医院会出售一些宠物用品和宠物食品，包括以骨形、棒形﹑纺锤形、球形为主的玩具型宠物零食。宠物在成长过程中通过啃咬和咀嚼来维持宠物口腔健康，避免牙结石和牙斑菌的形成。在特制宠物食品(咬胶、动物形状玩具﹑猫薄荷球等)中可以添加一些营养物质，为宠物补充钙、铁、磷、硒等微量元素。此外，宠物的啃咬、咀嚼和舔食可以分散宠物注意力，缓解由外界刺激造成的宠物应激反应。
零食类宠物食品的生产依靠于传统食品加工工艺，虽然生产技术较为成熟，但依然存在营养成分损耗、产品安全、质构特性差等问题。以宠物咬胶为例，国内对咬胶产品的质构特性研究不足，大部分宠物咬胶产品硬度过高、水分含量低、易断裂。因此，对特异性宠物食品的开发仍需要相关基础研究数据支撑。