Kohlenhydrate (Saccharide) sind Makromoleküle, die nur aus Kohlenstoff- (C), Wasserstoff- (H), und Sauerstoffatomen (O) bestehen. Als Energieträger liefern Kohlenhydrate in Form von Zucker (engl. saccharine = Zucker) und Stärke den Hauptanteil der täglich benötigten Energie für den Stoffwechsel.

Das wohl elementarste Kohlenhydrat ist Glucose (Traubenzucker). Pflanzen synthetisieren Glucose bei der Photosynthese aus Wasser, Kohlenstoffdioxid und Lichtenergie. 'Überflüssige' Glucose kann von Pflanzen vorübergehend in Stärke umgebaut-, und bei Energiebedarf wieder zurück zu Glucose umgewandelt werden.
Im Gegensatz zu den autotroph ernährenden Pflanzen, ist der Mensch physiologisch nicht in der Lage, seinen Energiebedarf aus eigens hergestellten Kohlenhydraten zu decken. So gelangen über die Nahrung neben Eiweißen und Fetten auch Kohlenhydrate, u.a. Glucose, in den Körper.

Ein Gramm Kohlenhydrate verfügen über einen geschätzten Brennwert von 4 kcal. Die für den Körper verwertbare Energie entsteht beim Abbau der Kohlenhydrate, insbesondere während der Glykolyse und im Zitronensäurezyklus. In einer Reihe komplexer, chemischer Reaktionen, entsteht als Nebenprodukt der universelle Energieträger Adenosintriphosphat (ATP). Jede kleinste Körperbewegung, erfordert das Vorhandensein von ATP.

Übrigens: Auch unser Gehirn deckt seinen Energiebedarf nahezu ausschließlich aus der Verbrennung von Glucose. Etwa 20% der täglich zugeführten Energie, beansprucht allein das Gehirn für sich.

Die zuvor vorgestellte Glucose ist nicht das einzige Kohlenhydrat. Eine Kategorisierung erfolgt nach Anzahl der miteinander angeschlossenen Monosaccharide. Über sogenannte glycosidische Bindungen sind die einzelnen Zuckermoleküle miteinander verbunden.

Einfachzucker (Monosaccharide)
Glucose (Traubenzucker)
Fructose (Fruchtzucker)
Galactose (Schleimzucker)

Zweifachzucker (Disaccharide)
Saccharose (Rübenzucker)
Lactose (Milchzucker)
Maltose (Malzzucker)

Dreifachzucker (Trisaccharide)
Melezitose ('Honigzucker')

Vielfachzucker (Polysaccharide)
Stärke
Cellulose
Chitin

Prinzipiell lässt sich sagen: Je komplexer das Kohlenhydrat, desto länger benötigt der Körper mit der Aufspaltung:
Einfache Kohlenhydrate sind als Energieträger schnell verfügbar. Die Moleküle können rasch aufgespalten und verwertet werden (z.B. Fruchtzucker aus Früchten).
Komplexe Kohlenhydrate benötigen einige Zeit, ehe sie als Energieträger zur Verfügung stehen. Außerdem hat die etappenweise Aufspaltung der Zuckermoleküle zur Folge, dass diese stabil über einen längeren Zeitraum ins Blut gelangen, mit der Folge eines längeren Sättigungsgefühls (z.B. Polysaccharide aus Kartoffeln).

Zu den kohlenhydratreichsten Lebensmitteln gehören: Cerealien, Nudeln, Reis, Brot, Mais, Erbsen, Bohnen, Linsen Haferflocken und Honig.
Wie auch Pflanzen können Menschen überschüssige Kohlenhydrate in einen vorteilhafteren Speicherstoff umwandeln. Während Pflanzen die Kohlenhydrate in Stärke umsetzen, lagert der menschliche Organismus Fett ein. Denn Fette erlauben einen viel höheren Energiewert, bei gleichem Speichervolumen (1g Fett = ca. 9 kcal).