A szénhidrátokat szén, hidrogén és oxigén képezi. A szénatomok számától függően két nagy csoportba sorolhatók: egyszerű és összetett szénhidrátok csoportjába. Az egyszerű szénhidrátok további alcsoportokra, az ún. monoszacharidok és diszacharidok csoportjára oszlanak. A monoszacharidok közül a glükóz (szőlőcukor), fruktóz (gyümölcscukor), galaktóz (tejcukor alkotórész) hat szénatommal rendelkezik - gyűjtőnéven hexóz-, míg az öt szénatomos pentózok sejtjeink fontos alkotóelemei. A diszacharidok tulajdonképpen két monoszacharid összekapcsolódásából állnak. Az asztali cukor - más néven szukróz - nem más, mint egy molekula glükóz és egy molekula fruktóz összekapcsolódása. A tejcukor (laktóz) glükózból és galaktózból tevődik össze. Az üdítőitalokban található kukoricaszirup fruktóz és glükóz kombinációja. E vegyületek az emésztés során monoszacharid egységekre bomlanak, melyek a véráramon át eljutnak a működő izmokhoz, és energiát szolgáltatnak.

Az asztali cukor, kukoricaszirup és a méz is fruktózból és glükózegységekből áll, csak nem egyforma arányban. A háztartási cukor például fele-fele arányban tartalmaz glükózt, ill. fruktózt. A kukoricaszirup 55 %-a fruktóz és 45 %-a glükóz. A méz 31 %-a glükóz, 38 %-a fruktóz, a fennmaradó 10 %-a egyéb cukormolekulából, 17 %-a vízből, 4 %-a egyéb szénhidrátból tevődik össze. Minden gyümölcs- és zöldségféle a cukormolekulák széles repertoárját kínálja különböző arányban, melyek elfogyasztása során az emésztőrendszerben széthasadnak, és energiával látják el a szervezetet.

Sportolók körében egyre gyakoribbá válik az energiaitalok fogyasztása, melyek egyik legfontosabb alkotóeleme az öt szénatomból álló glükóz polimer, a ribóz. Az italok édesítésére alkalmazzák, melyek nem keltenek olyan gyors vércukorszint emelkedést, mint a háztartásban alkalmazott cukor vagy a kukoricaszirup és a méz.
Komplex szénhidrátról akkor beszélünk, ha a hat szénatomból álló monoszacharidok összekapcsolódnak és láncot alkotnak. A keményítő és glikogén is ebbe a csoportba tartozik. A növények extra szénhidrátot hordoznak keményítőtartalmuk révén. Minél érettebb a gyümölcs, annál nagyobb arányban rejt diszacharidot. A zöld, éretlen banán keményítőtartalma lényegesen magasabb (80 %), viszont egyszerűcukor tartalma jóval alacsonyabb (7 %), mint a sárga érett társáé, melyben a keményítő/ egyszerűcukor arány 5/90. A keményítőtartalmú burgonya, rizs, kenyér az emésztés során cukormolekulákra bomlik, melyek szintén az energiaellátottságot szolgálják. Az összetett szénhidrátok közé tartoznak a rostok is, melyek vízben oldható (zabkorpában lévő amilóz) és nem oldható (búzakorpában lévő amilopektin) csoportra oszthatók. A rostok nagy részét a szervezetünk nem tudja hasznosítani, viszont igen fontos szerepet töltenek be. Segítik a bélműködést, növelik a széklet mennyiségét, és a vízoldékony rostok képesek az ételekkel bekerült zsírok egy részét megkötni. Nem véletlen tehát, hogy fontos szerepük van a különféle diétákban.

Említést érdemel az oligoszacharidok (oligo = kevés) csoportja, melyek általában 3-10 monoszacharid molekula összekapcsolódásából állnak. Természetes formában a legtöbb növényben megtalálhatók, különösen a szójababban, articsókában, cikóriában, spárgában, hagymában. Fontos élettani jelentőséggel bírnak, mivel a bélrendszerben élő jótékony baktériumok legfőbb táplálékául szolgálnak, ezért nevezhetők prebiotikumoknak.