碳水化合物是为人体提供热能的三种主要营养素中最廉价的营养素，分为有效碳水化合物和无效碳水化合物。有效碳水化合物如单糖、双糖、多糖，可被人体吸收利用；无效碳水化合物如纤维素，虽不能消化，但为人体必需物质。碳水化合物是维持生命活动所需能量的主要来源，构成机体组织，参与细胞组成和多种活动，具有节约蛋白质、抗生酮、解毒和增强肠道功能的作用。
膳食中碳水化合物的主要来源是植物性食物，如谷类、薯类、根茎类蔬菜和豆类，以及食用糖类。碳水化合物经过消化分解成葡萄糖、果糖和半乳糖后被吸收，果糖和半乳糖在肝脏中转换为葡萄糖。血中的葡萄糖（血糖）部分直接供能，部分储存于细胞中，过剩的葡萄糖则以脂肪形式储存，导致体重增加。
碳水化合物包括无氮浸出物和粗纤维，其作用主要包括：形成组织和器官、提供能量、节省蛋白质、维持脑细胞功能、抗酮体生成、解毒和加强肠道功能。碳水化合物是机体重要物质的组成成分，具体作用如下：
1.供给热能：糖类是热能的主要来源，每克碳水化合物提供16.7千焦热能，是大脑的唯一能源。
2.解毒作用：肝脏内的糖原水平对抵抗疾病和解毒有重要意义。
3.节约蛋白质：充足的碳水化合物供应可防止脂肪过度氧化和蛋白质过度分解，维持机体平衡。
吸收进入血液的各种已糖在肝脏中转变为葡萄糖，通过血液循环供各组织器官利用。