炭水化物は、多くの水酸基が結合したアルデヒドまたはケトンであり、直鎖または環として存在することができる。炭水化物は最も豊富な生体分子であり、エネルギーの貯蔵や輸送（デンプン、グリコーゲン）、構造成分（植物のセルロース、動物のキチン）など、多くの役割を担っている。基本的な炭水化物単位は単糖と呼ばれ、ガラクトース、フルクトース、そして最も重要なグルコースが含まれる。単糖類は連結してほとんど無限の方法で多糖類を形成することができる。
