Вуглеводи є найбільш доступним джерелом енергії в організмі. В процесі перетравлення їжі вуглеводи розщеплюються до глюкози, яка з кров'ю постачається до клітин і засвоюється ними, приймаючі участь у будові клітинних мембран та в енергетичному обміні. Із надлишків глюкози в печінці синтезується глікоген, який накопичується в тканинах печінки та у м'язах як депо вуглеводів організму. Зайві вуглеводи можуть також накопичуватись у вигляді жирових відкладень організму. При недостачі вуглеводів у їжі вони шляхом катаболізму можуть утворюватись із жирових відкладень, або із білків і жирів їжі.
При не достатку глюкози у крові (гліпоглікемії) можливі головокружіння, вегетативні порушення, втрата свідомості. Особливо чутливі до цього діти. Розпад вуглеводів з виділенням енергії, може відбуватись як без наявності кисню (анаеробно) так і в його присутності (аеробно). Кінцевим продуктом обміну вуглеводів є вуглекислий газ та вода. Особливістю обміну вуглеводів є їх здатність швидко розпадатись та окислюватись, що дає можливість миттєво мобілізовувати енергетичні ресурси організму при фізичних та психоемоційних стресах. Відомо, що при значному стомлені, наприклад, в період спортивних змагань, достатньо з'їсти декілька шматочків цукру або цукерок, щоб поліпшити стан організму.
Вуглеводи відіграють також велику роль у синтезі нових клітин, входять до складу клітинних мембран та органел, цитоплазми та інших структур.
На 1 кг маси тіла дітям молодшого шкільного віку потрібно вживати до 12-15 г вуглеводів за добу (1 г вуглеводів при розпаді дає 4.1 ккал енергії). Загальна потреба за добу у вуглеводах в середньому для дітей 4-7 років становить до 290 г; у 9-13 років до 370 г; у 14-17 років до 470 г; для дорослих до 500 г.