营养学上所称的碳水化合物，在化学中亦称糖类。碳水化合物是人体必需营养素之一（尤其是作为人体大脑能源的唯一来源），是生物界三大物质基础之一，三大生热营养素之一（另两种为蛋白质和脂类）。
碳水化合物是地球上（或自然界中）分布较广，含量较丰富的有机化合物，约占植物比重的50%，约占动物比重的2％。由于很多含碳水化合物丰富的食物通常价格相对便宜，且供给机体能量的速度较快，数量也大。因此，碳水化合物被公认为是人类获取能量较经济和较主要的来源。据调查资料显示，碳水化合物在供给人类膳食总能量中的百分数约占40~80%，它们是机体组成的重要成分，人类的健康通过其生理代谢得到重要保证。
碳水化合物组成与分类
1、组成
碳水化合物是由碳、氢、氧三种元素组成，其名称由来是因绝大多数的分子中氢与氧的比例为2：1，与水分子中组成比例相同，所以称碳水化合物。
2．分类
碳水化合物的分类有多种，下面将常见的几种分类介绍如下：按来源可分为：植物性糖类（如淀粉、纤维素等）、动物性糖类（如乳糖、糖原等）；按食物中功能可分为：
（1）支持物质（如纤维素）；
（2）储备物质（如淀粉）；
在此主要根据其分子结构和组成的不同，以及在人体内消化吸收情况，从营养角度进分类，如下所示：
碳水化合物分类表
| 类别 | 食物中含有的种类 | 食物类别 | 消化吸收 |
| 单糖 | 葡萄糖、果糖、半乳糖等 | 葡萄、西瓜、水果等 | 较高可达90~100% |
| 双糖 | 蔗糖、乳糖、麦芽糖等 | 红糖、白糖、饴糖、乳汁等 | 低于单糖 |
| 多糖 | 淀粉、糖元、纤维素、果胶等 | 谷类、豆类、薯类、水果、蔬菜等 | 有的不能消化 |
| 寡糖 | 棉籽糖、水苏糖等 | 大豆 |
碳水化合物的作用功能
碳水化合物功能可分消化碳水化合物和不可消化碳水化合物两部分，这里主要阐述可消化碳水化合物的功能。
1、供给能量并储备能量
碳水化合物是机体较便宜和较主要的能量来源。它在人体内消化后主要转为葡萄糖而被快速吸收（葡萄糖食用后30分钟到1小时就能产热），1克可消化碳水化合物在体内完全氧化可产生4千卡（16.7千焦耳）热量，同时生成二氧化碳和水。
碳水化合物除供能外，还能以糖原的形式储备能量，人体储存的糖原约500克，是一种及时能源储备物质，因机体储备能源能力有限，多余的碳水化合物将转变成脂肪储存。
2．构成机体组织和重要生理活性物质
人体所有神经组织、细胞和体液都有碳水化合物，机体组织约有I.5％碳水化合物；糖脂是构成神经组织和生物膜的主要成分，RNA（核糖核酸）和DNA（脱氧核糖核酸）都含有核糖。
3，节约蛋白质作用
在体内代谢过程中，充足的碳水化合物能保证机体所需能量（热能），减少蛋白质在供能方面的消耗，从而使食物蛋白质能够合成较多的体蛋白，有利于机体氮储存，这种作用称为炭水化合节约蛋白质作用。
4．抗生酮作用
碳水化合物能促进人体脂肪的氧化，当人体内缺少它，脂肪则不能完全氧化，将产生丙酮，乙酰和β羟丁酸等酮体。酮体过多，会导致酸中毒，尤其是对大脑有害，特别是足量的碳水化合物能避免所有碳水化合物有抗生酮作用。
5，其他
在肝脏葡萄糖储存较充足时，肝脏对酒精、砷等有害物质具有较强的解毒作用，起到保护肝脏作用。当摄入的食物含丰富的碳水化合物，则能增加胃和腹的充盈感（碳水化合物的类型和量会影响充盈感的程度）。较多不宜人体消化吸收的碳水化合物在机体中起到重要作用。
