碳水化合物是由碳、氢、氧三种元素组成的有机化合物，是人体主要的能量来源。根据分子结构可分为单糖、双糖和多糖三类。
单糖是最简单的碳水化合物，包括葡萄糖、果糖和半乳糖。葡萄糖是人体直接利用的能量形式，果糖主要存在于水果中，半乳糖是乳糖的组成部分。单糖能够被人体快速吸收，提供即时能量。
双糖由两个单糖分子脱水缩合而成，常见的有蔗糖、乳糖和麦芽糖。蔗糖由葡萄糖和果糖组成，广泛存在于甘蔗和甜菜中；乳糖由葡萄糖和半乳糖组成，存在于乳制品中；麦芽糖由两个葡萄糖分子组成，是淀粉分解的中间产物。
多糖是由多个单糖分子聚合而成的大分子化合物，包括淀粉、糖原和膳食纤维。淀粉是植物储存能量的形式，主要存在于谷物、薯类等食物中；糖原是动物体内储存能量的形式，主要存在于肝脏和肌肉中；膳食纤维虽然不能被人体消化吸收，但对维持肠道健康有重要作用。
碳水化合物在体内经过消化吸收后，最终转化为葡萄糖为机体供能。每克碳水化合物可提供4千卡能量。除了供能外，碳水化合物还参与细胞识别、免疫调节等重要生理功能。
