碳水化合物，通常稱為糖類化合物，是由碳、氫和氧三種元素組成的一類有機化合物。這類化合物的氫氧比例為2:1，類似於水的比例，因此得名。碳水化合物在人體中扮演著多種角色，主要包括：
構成機體的重要物質。如糖蛋白、核糖和脂肪等。糖蛋白是細胞膜的成分之一，核糖和脫氧核糖參與構成核酸RNA和DNA，糖脂則構成神經組織和生物膜的主要成分。
提供熱能。碳水化合物是人體獲取能量的主要來源，每克碳水化合物可提供約16.7千焦的能量。
解毒作用。肝臟中的糖原水平對於機體抵抗毒物和某些化學物質的解毒作用至關重要。
節約蛋白質。碳水化合物供應充足時，可以減少脂肪和蛋白質的分解，有助於維持正氮平衡。
食物中的碳水化合物分為有效碳水化合物和無效碳水化合物。有效碳水化合物包括單糖、雙糖和多糖，這些可以被人體消化吸收。無效碳水化合物如纖維素，雖然人體不能消化，但對健康也有重要作用。碳水化合物的來源豐富，包括穀物、薯類、水果、牛奶等。