У клітинах тварин і людини вміст вуглеводів незначний.У клітинах рослин їх значно більше (у листках, насінні, плодах - 70 %, у бульбах картоплі - 90 %).
Залежно від кількості мономерів, що входять до складу молекул, вуглеводи поділяють на три основні класи: моносахариди, олігосахариди та полісахариди.
Моносахариди - тверді кристалічні речовини, без кольору, легко розчиняються в воді, але не розчиняються в неполярних розчинниках, які як правило мають солодкий смак. Залежно від кількості атомів карбону поділяються на тріоди, тетрози, пентози, гексози. Моносахариди можуть існувати у двох формах – лінійній, коли вуглеводний ланцюг відкритий, та циклічній, коли він замкнений. У природі найбільш поширені гексози, а саме глюкоза і фруктоза. Солодкий смак ягід, меду залежить від вмісту в них цих сполук. Серед пентоз важливе значення мають рибоза і дезоксирибоза, які входять до складу нуклеїнових кислот та аденозинттрифосфорної кислоти (АТФ).
Олігосахариди - сполуки, в яких кілька залишків молекул моносахаридів з’єднанні між собою ковалентними зв’язками. Серед них найпоширеніші дисахариди, які утворюються внаслідок сполучення залишків двох молекул моносахаридів. Наприклад: буряковий цукор – сахароза(складається із залишків глюкози та фруктози); молочний – лактоза ( із залишків глюкози та галактози).
Полісахариди - молекули, молекулярна маса, яких може сягати кількох мільйонів. Полісахариди розрізняються між собою складом мономерів, довжиною та розгалуженістю ланцюгів. На відміну від моно- та олігосахаридів, полісахариди майже не розчинні у воді й не мають солодкого присмаку.
Один з найпоширеніших полісахаридів – крохмаль – складається із залишків глюкози. Він синтезується в клітинах рослин в відкладається в листках, насінні, бульбах у вигляді зерен. Багато крохмалю є у насінні рису та бульбах картоплі. В клітинних стінках рослин міститься також целюлоза – міцний, волокнистий, нерозчинний у воді полісахарид. Переважно з целюлози складається деревина, бавовна.
Вуглеводні у живих організмах виконують дві основні функції - енергетичну та будівельну.
Енергетична функція. Полісахариди та олігосахариди розщеплюються до моносахаридів з наступним окисненням до СО2 і Н2О. При повному розкладі граму цих речовин вивільнюється 17,6 кДж енергії. У хребетних тварин глюкоза, всмоктується із кишечнику в кров, окислюється з вивільненням енергії. Під час інтенсивної праці, нервового напруження, при голодуванні посилюється розщеплення глікогену в печінці та м’язах. Вуглеводи на відміну від ліпідів і білків, здатні також і до без кисневого розщеплення, що має винятково важливе значення для організмів, які живуть в умовах дефіциту кисню.
Будівельна функція полягає в тому, що вони входять до складу опорних елементів. У надмемебраних структурах тваринних клітин є олігосахаридні ланцюги. Вони сполучаються з білками та ліпідами. Ці речовини забезпечують зчеплення між клітинами.