Kohlenhydrate dienen in der Natur als Energieträger (wie der abgebildete Fruchtzucker (Glukose)), und Baustoffe (wie zum Beispiel die Cellulose).

Auch wenn Name und Summenformel (für Glucose zum Beispiel C₆(H₂O)₆) es nahelegen, sind Kohlenhydrate nicht als Kombination von Kohlenstoff und Wasser zu verstehen. Vielmehr handelt es sich um teilweise oxidierte Kohlenwasserstoffe, mit einer Keto- oder Aldehydfunktion im Molekül. Wegen dieser reaktiven Gruppen kommt es oft zu einem Ringschluss innerhalb der Moleküle, bisweilen auch zur Verknüpfung mehrerer ringförmiger Moleküle miteinander. Je nach Kondensationsgrad unterscheidet man Monosaccharide, Oligosaccharide (mehrere miteinander kondensierte Moleküle; bei zwei Molekülen spricht man von Disacchariden, bei drei von Trisacchariden usw.) und Polysaccharide (sehr viele miteinander kondensierte Moleküle, zum Beispiel Cellulose oder Stärke bei den Pflanzen und Chitin bei den Pilzen und Gliedertieren).