碳水化合物由碳、氢、氧三种元素组成，其中氢和氧的比例通常为2：1，与水分子的比例一致，因此得名。这种化合物的通式为Cm（H2O）n，这也导致了过去曾将这类化合物称为碳水化合物。然而，随着研究的深入，发现有些化合物虽然符合Cm（H2O）n的通式，但结构和性质却与糖类化合物完全不同，如鼠李糖和脱氧核糖。因此，碳水化合物这一名称并不完全准确，但因其长期使用，仍被广泛沿用。碳水化合物是人体获取能量的三大营养素中最经济的来源。食物中的碳水化合物可以分为两类：有效碳水化合物，如单糖、双糖、多糖，人可以吸收利用；无效碳水化合物，如纤维素，人体无法消化。有效碳水化合物能够为身体提供能量，维持大脑功能，调节脂肪代谢；无效碳水化合物则能提供膳食纤维。