碳水化合物（Carbohydrates）是由碳、氫、氧三種元素組成的一類有機化合物，是自然界中存在最多、分佈最廣的重要有機化合物。
由於其分子中氫和氧的比例與水相同，均爲2:1，故得名碳水化合物。碳水化合物不僅是營養物質，而且有些還具有特殊的生理活性，如肝臟中的肝素有抗凝血作用，血型中的糖與免疫活性有關。碳水化合物在人體內主要作爲能源物質，爲生物的生長、運動、繁殖提供主要能源，是生物界三大基礎物質之一。
碳水化合物可以分爲單糖、二糖、低聚糖、多糖等幾類，常見的單糖包括葡萄糖和果糖；雙糖包括蔗糖和乳糖；低聚糖包括低聚果糖和低聚異麥芽糖；多糖則包括澱粉和纖維素等。