Въглехидрати, едни от най-широко разпространените природни органични съединения. Имат следната обща форума: Cn(H2O). При разграждането на един грам от тях се освобождават 17,8 KJ енергия.
Най-простите въглехидрати са захарите като рибоза и глюкоза. Те се наричат монозахариди, тъй като тяхната молекулярна структура се основава на единичен пръстен или верига от въглеродни атоми: например пет за рибозата или шест за глюкозата. Монозахаридите са основни единици, от които са изградени всички други въглеродни въглехидрати. Когато две от тези прости единици се свържат заедно, те образуват съединения, наречени дизахарити; те включват захарозата (обикновената трапезна захар) и малтозата (малцова захар). Съединенията, известни като полизахариди, се образуват чрез общо свързване на десет или повече монозахариди (често стотици). Те са много важни биологичени съединения и включват резервни вещества като нишесте и гликоген и структурни молекули като целулоза и хитин.
Всички въглехидрати се образуват от прости захари (по-специално глюкоза), които се произвеждат от растенията по време на фотосинтезата. Веднъж произведени, обикновените захари се превръщат в дизахариди и се пренасят от листата (транслокация), за да се използват навсякъде и да се складират. Въглехидратите са незаменими съставни части в храната на животните и могат да бъдат използвани като източник на енергия (дишане) или да бъдат променени, ако бъдат комбинирани с мазнини или белтъци. Такива по-сложни съединения са гликопротеините (захар + белтък), които изграждат много ензими и устойчивите клетъчни стени на бактериите, и гликолипидите (захар + мазнини(, които се включват в образуването на изолационния материал на нервите - миелина.