碳水化合物是生物界三大基础物质之一，也是自然界最丰富的有机物。碳水化合物的名称来源于此类物质多由碳、氢、氧三种元素组成，此类化合物的分子式中氢和氧的比例恰好与水相同，为2∶1，好像碳和水的化合物，因此而得名。我们一日三餐中约60%的能量来源于碳水化合物。近年来为预防慢性病的发生，鼓励增加碳水化合物摄入量、减少脂肪摄入量，这已成为许多国家饮食指南中的共识。
碳水化合物的种类
碳水化合物是多羟醛或多羟酮的环状半缩醛或其缩合物。从简单到复杂可以分为单糖、寡糖和多糖。
碳水化合物属于包括羟基、羰基的复合官能团的一类化合物，如醛、酮、醇和酸等化合物的衍生物和聚合物。从结构上看，碳水化合物是多羟醛或多羟酮的环状半缩醛或其缩合物，简单碳水化合物可以缩合成高分子的复杂碳水化合物，复杂的碳水化合物又可分解成简单的碳水化合物。从单糖开始，如葡萄糖和果糖，碳水化合物形成了一个梯度级的结构—糖单位配对地结合在一起，形成双糖三糖或四糖，甚至有上亿个糖分子组成的复合聚合物——多糖。
单 糖
单糖是碳水化合物的本单位，食物最常见的单糖是葡萄糖和果糖。人体吸收的碳水化合物大多转化为葡萄糖，细胞用来产生能量的也是葡萄糖。大多数单糖都能够迅速被消化吸收，并提供便宜的能量来源。果糖也是加到食物里的甜味剂，用于提高食品的香味和延长储存时间。
多 糖
多糖主要是淀粉和纤维素，淀粉是人类膳食碳水化合物的主要形式。谷类、薯类等植物中都有充足的淀粉。纤维素与淀粉一样，也是多糖，所不同的是纤维素的结构呈直线型，而且氢键很多，相当牢固，即使在加工条件下，植物细胞壁的纤维素也不会溶解。
低聚糖
碳水化合物的作用
碳水化合物与蛋白质、脂肪是人体能量的三大支柱。碳水化合物主要是用来产生能量与贮存能量的物质。
碳水化合物是机体主要物质的组成成分。人体内的糖蛋白、核糖、糖脂等都有糖参与组成：糖蛋白是构成细胞膜的成分之一;核糖和脱氧核糖分别参与核酸 RNA和DNA的构成，而DNA和RNA是机体主要的遗传信息载体;糖脂是构成神经组织和生物膜的主要成分。由此可见糖参与多种有机物质的构成，是构成人体必不可少的原料。除此之外，碳水化合物还有以下作用：
1.供给热能
糖类是热能的主要来源，每1克碳水化合物可提供热能16.7千焦(4千卡)。其特点是：在总能量中所占比例大，提供能量快而及时，氧化的最终产物为二氧化碳和水，对机体无害。大脑需要葡萄糖作为惟一的能源物质，若血中 葡 萄 糖 水 平 下降，出现低血糖，会对大脑产生不良影响。
2.解毒作用
肝脏内的糖原水平在机体对毒物的抵抗力和对某些化学物质的解毒作用中有重要的意义。若人体内肝糖原丰富，则对疾病的抵抗力较强，同时对四氯化碳、乙醇、砷等的有毒物质有较强的解毒作用。
3.节约蛋白质
由于人体所需的能量主要由糖类供给如果糖类供应充足，则不会致使脂肪在体内大量氧化，产生过多的酮体，引起酮症;也不会致使组织蛋白质过度分解，形成负氮平衡。吸收进入血液的各种己糖，首先在 肝脏中转变成葡萄糖，通过血液循环运 往各组织器官利用，若有富裕，则以糖原形式暂存于肝脏及肌肉中。
4.维持脑细胞的正常功能
碳水化合物是维持大脑正常功能的惟一能量来源。当血糖浓度下降时，脑组织可因缺乏能源而使脑细胞功能受损，造成功能障碍，并出现头晕、心悸、出冷汗甚至昏迷等症状。
碳水化合物的营养特点
营养学上把人体不能合成的小分子称为必需营养素，六大类营养素中只有合物没有必需营养素。葡萄糖单体虽然碳水化合物的小分子形式，但人体可以系列中间代谢得到葡萄糖，所以葡萄糖必需营养素。
淀粉是由葡萄糖聚合而成的大分化道内先后经过淀粉酶、糊精酶和麦糖酶的水解，最后消化为葡萄糖，这一消化过程比蛋白质和脂肪的消化过程简单，所以碳水化合物在体内的消化率最高，可达到 98%。
碳水化合物在体内经生物氧化为二氧化碳和水，同时释放出能量，每1克碳水化合物可释放 4.10千卡热能，比蛋白质和脂肪的热卡值都低。体内碳水化合物的主要形式是糖原，其结构类似淀粉，但分子更长、侧链更多，亦被称为动物淀粉。其主要存在于肝脏和肌肉中，总量约为 300～400克，是人体能量的仓库，并能保持血糖的恒定。
碳水化合物的饮食来源
碳水化合物是机体能量最经济的来源，尤其是淀粉。植物性食物是碳水化合物的主要来源，而在植物中，谷类是人类可利用的碳水化合物最主要的来源。谷类食物中的碳水化合物是以淀粉的形式提供热量的。中国以水稻和小麦为主要粮食食品，其他一些粗粮，如玉米、小米、高粱米等也是碳水化合物来源之一。有些地区以薯类食品作为碳水化合物来源提供热量。粮食(谷类)中含碳水化合物的含量大约为60%～80%左右，薯类食品碳水化合物含量大约为 15%～25%左右，水果由于含水量较大，故碳水化合物的含量比谷类少。
碳水化合物的摄入
由于每个人的具体情况不同，还无法规定一个人应该吃多少重量的碳水化合物，但碳水化合物的产热一般以占总热量的 60%左右为宜。这也就是说，一个人应摄入多少碳水化合物和他摄入的总热量有关。如何计算一个人应该摄入多少碳水化合物呢?
我们知道每克碳水化合物产热 17千焦，可以应用下面这个公式计算：如一个人摄入总热量为10兆焦(2400千卡)，10兆焦×60%÷17千焦=360克碳水化合物。摄入的蔬菜、水果及其他食物中还含有少量碳水化合物，一般按50克左右计算，还剩余310克碳水化合物，这310克碳水化合物由粮食提供。