Nadwaga prawie zawsze jest wynikiem nagromadzenia nadmiernej ilości tkanki tłuszczowej. W szczególnych tylko przypadkach jest spowodowana zwiększeniem masy mięśniowej, np. u sportowców, czy zatrzymaniem wody w organizmie, np. u kobiet w ciąży.
W celu określenia przyczyny zwiększenia się masy ciała wykonuje się odpowiednie badania antropometryczne, polegające na zmierzeniu obwodu talii, bioder, ramion, ud oraz fałdów skórno-tłuszczowych na ramieniu, pod łopatką i nad talerzem biodrowym. Pomiary te pozwalają na precyzyjne obliczenie zawartości tkanki tłuszczowej w organizmie. Procentowa zawartość tłuszczu zależna jest od wieku i płci badanej osoby. I tak na przykład prawidłowa tkanka tłuszczowa powinna stanowić ok. 20% masy ciała u mężczyzn i 24% u kobiet. Zawartość tkanki tłuszczowej można również określić, wykonując badania laboratoryjne, np. klirens kreatyniny wydalanej z moczem, lub badania obrazowe, takie jak tomografia komputerowa czy rezonans magnetyczny. O nadwadze mówimy gdy wskaźnik BMI przekracza wartość 25,0, a o otyłości, gdy wartość ta osiąga 30,0. Stąd każda osoba otyła ma nadwagę, lecz tylko pewien procent osób z nadwagą jest otyłych.