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碳水化合物亦称糖类化合物，是自然界存在最多、分布最广的一类重要的有机化合物。葡萄(葡萄食品)糖、蔗糖、淀粉和纤维素(纤维素食品)等都属于糖类化合物。
糖类化合物是一切生物体维持生命活动所需能量(能量食品)的主要来源。它不仅是营养物质，而且有些还具有特殊的生理活性。例如：肝脏中的肝素有抗凝血作用；血型（红细胞膜的表面、血小板的膜表面）中的糖与免疫活性有关。此外，核酸的组成成分中也含有糖类化合物——核糖和脱氧核糖。因此，糖类化合物对医学来说，具有更重要的意义。
自然界存在最多、具有广谱化学结构和生物功能的有机化合物。主要由碳、氢、氧所组成。可用通式Cx(H2O)y来表示。有单糖、寡糖、淀粉、半纤维素、纤维素、复合多糖，以及糖的衍生物。主要由绿色植物经光合作用而形成，是光合作用的初期产物。从化学结构特征来说，它是含有多羟基的醛类或酮类的化合物或经水解转化成为多羟基醛类或酮类的化合物。例如葡萄糖，含有一个醛基、六个碳原子，叫己醛糖。果糖则含有一个酮基、六个碳原子，叫己酮糖。它与蛋白质(蛋白质食品)、脂肪同为生物界三大基础物质，为生物的生长、运动(运动食品)、繁殖提供主要能源。是人类生存发展必不可少的重要物质之一。
碳水化合物分单糖、二糖、低聚糖、多糖四类。糖的结合物有糖脂、糖蛋白、蛋白多糖三类。
功能与作用
(1)供给能量：每克葡萄糖产热16千焦(4千卡)，人体摄入的碳水化合物在体内经消化变成葡萄糖或其它单糖参加机体代谢。每个人膳食中碳水化合物的比例没有规定具体数量，我国营养专家认为碳水化合物产热量占总热量的60—65%为宜。平时摄入的碳水化合物主要是多糖，在米、面等主食中含量较高，摄入碳水化合物的同时，能获得蛋白质、脂类、维生素、矿物质、膳食纤维等其它营养物质。而摄人单糖或双糖如蔗糖，除能补充热量外，不能补充其它营养素。
(2)构成细胞和组织：每个细胞都有碳水化合物，其含量为2%—10%，主要以糖脂、糖蛋白和蛋白多糖的形式存在，分布在细胞膜、细胞器膜、细胞浆以及细胞间质中。动物体（特别是硬组织）可能有10～30％是由多糖构成的，植物体则高达30～90％。
(3)节省蛋白质：食物中碳水化合物不足，机体不得不动用蛋白质来满足机体活动所需的能量，这将影响机体用蛋白质进行合成新的蛋白质和组织更新。因此，完全不吃主食，只吃肉类是不适宜的，因肉类中含碳水化合物很少，这样机体组织将用蛋白质产热，对机体没有好处。所以减肥病人或糖尿病患者最少摄入的碳水化合物不要低于150克主食。
(4)维持脑细胞的正常功能：葡萄糖是维持大脑正常功能的必需营养素，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。
通常，外界摄入的各种糖或体内原有的糖，都要转化成葡萄糖才可氧化供能。
(5)抗酮体的生成：当人体缺乏糖类时，可分解脂类供能，同时产生酮体。酮体导致高酮酸血症。
(6)解毒：糖类代谢可产生葡萄糖醛酸，葡萄糖醛酸与体内毒素（如：药物、胆红素）结合进而解毒
(7)加强肠道功能或引起腹泻：与膳食纤维有关。如：防治便秘、预防结肠和直肠癌、防治痔疮等；乳糖或半乳糖可引发腹泻。
其它：碳水化合物中的糖蛋白和蛋白多糖有润滑作用。另外它可控制细脑膜的通透性。并且是一些合成生物大分子物质的前体，如嘌呤、嘧啶、胆固醇等。
日推荐量及食物来源
一般说来，对碳水化合物没有特定的饮食要求。主要是应该从碳水化合物中获得合理比例的热量摄入。另外，每天应至少摄入50～100克可消化(消化食品)的碳水化合物以预防碳水化合物缺乏症。
碳水化合物的主要食物来源有：蔗糖、谷物(如水稻、小麦、玉米、大麦、燕麦、高粱等)、水果(水果食品)(如甘蔗、甜瓜、西瓜、香蕉、葡萄等)、坚果、蔬菜(蔬菜食品)（如胡萝卜、番薯等）等。
碳水化合物失调的危害
高血糖或糖尿病
血中葡萄糖浓度过高或尿中有大量葡萄糖，分为饮食性的和病理性的。对于病理性的，是葡萄糖不能氧化供能或不能正常转化，常由胰脏病变（功能下降、炎症、肿瘤、胰岛病变等）、胰高血糖激素过多、胰岛素过少或活力下降、肾糖皮质激素不正常、肝功能下降或病变、肾脏病变、葡萄糖转化酶不够或失活等问题引起，需要综合防治。现在的西医不问青红皂白，几乎都用胰岛素治疗，胰岛素用到底，用了几个月没有效也不换方法和药物，实为错误或措施呆板！
缺乏症
膳食中碳水化合物过少，可造成膳食蛋白质浪费，组织蛋白质和脂肪分解增强以及阳离子的丢失等。
过量表现
膳食中碳水化合物比例过高，势必引起蛋白质和脂肪的摄入减少，也能对机体造成不良后果。热量的过多摄入，导致体重增加，产生各种慢性疾病。
如果过多的食用糖类或注射葡萄糖，血糖也可能过高，称为饮食性高血糖或糖尿病，一般不需要治疗，只要减少糖类的摄入或停止注射就可以了。
减肥应少吃碳水化合物
三十多年来，美国人多吃面包少吃肉，吃出了世界超级肥国，而喜欢吃肉的法国人，身材却保持得最苗条。利于减肥（减肥食品）的食物，不是米饭、面条、面包、土豆和香蕉，而是肉类、鱼类、蛋类、植物油（油食品）和坚果。
什么动物最胖?大概是猪。猪吃进去的是粮食，长出来的却是脂肪！最苗条的动物大概是豹子，而豹子只吃肉！
米饭、面条、面包、土豆和香蕉等食品淀粉含量很高。而淀粉和糖属于碳水化合物。科学家发现，碳水化合物（膳食纤维除外）进入人体后，转化为血糖（葡萄糖），刺激胰岛素分泌，促进细胞利用血糖，燃烧提供能量(能量食品)；多余的血糖进入肝脏合成肝糖原和脂肪，血糖（血糖食品）剩余的越多，合成的脂肪就越多而储存在体内。
血糖波动短期内使人产生饥饿感(“好吃”)；长期则使机体细胞对胰岛素敏感度下降，产生“胰岛素抵抗症”，于是血糖燃烧转化为能量的效率下降，人会变得没有力气(“懒做”)。“好吃懒做”就容易使人变得肥胖。
而肉类、鱼类、蛋类和植物油基本上不含碳水化合物，不会影响血糖(“血糖指数”为零)，因而不会刺激胰岛素分泌。坚果虽然含有部分糖类，但含量很少，而含更多的蛋白质和油脂，故对血糖的影响不大。当然，荞麦和荔枝是例外的，因为它含有很强的降血糖物质，久食、多食会引发低血糖而晕倒或身体擅抖，可用来防治高血糖和一部分糖尿病。
总的来说，减肥的关键不在于直接控制热量。因为你控制不了，而是通过控制血糖，从而间接控制热量的摄入。
最能减肥的食物应符合三个标准：（1）含碳水化合物低；（2）血糖指数低；（3）营养素丰富。这三个标准在国际上叫做low-carbs，中文译音“露卡素”。
按照“露卡素”标准，最适于减肥的食物有肉类、鱼类、蛋类、植物油和坚果；其次是种子、豆类、绿叶蔬菜（蔬菜食品）、低糖水果（水果食品）（如樱桃和柚子）和高纤全谷类（谷类食品）（如燕麦）。而在各类减肥食物中，最佳的海鲜是深海鱼，最佳的坚果是可可豆，最佳的种子是大豆，最佳的根类是魔芋，最佳的蔬菜是西兰花，最佳的水果是樱桃。
