Tüm karbonhidratlar karbon, hidrojen ve oksijenden üretilir. Oksijen atomlarından iki kat daha fazla hidrojen atomuna sahiptirler. "Karbonhidrat" kelimesi, bu elementlerin adlarının bir kombinasyonudur ve "sulanan karbon" anlamına gelir. Karbon varlığı karbonhidratları inorganik bileşikler yerine organik hale getirir.
Karbonhidrat moleküllerinin büyüklüğü değişir. Monosakaritler ve disakaritler çok küçükken, polisakaritler nispeten daha büyüktür. Monosakaritler ve disakaritler basit şekerler olarak kabul edilir. Bu grup şeker ve sofra şekeri bulunan şekerleri içerir. Küçük bir miktar karbonhidrat bir araya geldiğinde oluşan daha büyük polisakaritler, makarna ve patates gibi yiyeceklerde bulunan nişastalar olarak sınıflandırılır. Karbonhidratların çeşitli organizmalarda birçok işlevi vardır. Bir monosakarit olan glikoz, insanlarda enerji üretimi için hayati olan hücreler için yakıt sağlar. Bitkiler fotosentez sırasında enerji için kendi glikozlarını yaparlar. Diğer monosakaritler, DNA'nın yapı bloklarında bulunur. Riboz RNA'nın bir parçasıdır ve DNA deoksiriboz içermektedir. Karbonhidratlar ayrıca organizmalarda yapılar oluşturmak için birleşirler. Polisakarit selüloz, bitkilerin şekillerini korumalarına yardımcı olan güçlü hücre duvarlarını oluşturmak için kullanılır. Pamuk selülozdan yapılmıştır. Polisakkaritler ayrıca ıstakozlar ve yengeçler gibi sert, koruyucu deniz canlılarının kabuklarında da bulunur.
