También llamados hidratos de carbono o carbohidratos, forman un grupo de compuestos que contienen carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O). Son los compuestos orgánicos más abundantes en la naturaleza. Las plantas verdes y las bacterias los producen en el proceso conocido como fotosíntesis, durante el cual absorben el dióxido de carbono del aire y, por acción de la energía solar, producen glucosa y otros compuestos químicos necesarios para que los organismos sobrevivan y crezcan. De los glúcidos más sencillos, monosacáridos, el más importante es la glucosa. Dos monosacáridos unidos producen un "disacárido", cuyo ejemplo más importante encontramos en la sacarosa, la lactosa y la maltosa. Los polisacáridos son enormes moléculas formadas por uno o varios tipos de unidades de monosacáridos — unas 10 unidades de glucosa en el glucógeno y 25 en el almidón. 

En los organismos vivos los hidratos de carbono tienen funciones estructurales y de almacenamiento de energía. En la función estructural tenemos como ejemplo: la celulosa que es el principal glúcido estructural en las plantas, mientras que en los animales invertebrados el polisacárido quitina es un componente básico del exoesqueleto de los artrópodos y en los animales cordados (mal llamados vertebrados) las capas celulares de los tejidos conectivos contienen hidratos de carbono. Entre los glúcidos de almacenamiento de energía las plantas usan al almidón y los animales al glucógeno; cuando se necesita la energía, las enzimas los descomponen en glucosa).

Estos azúcares se caracterizan por poseer grupos hidroxilos (OH) y un grupo aldehído o cetona. Se describen con la fórmula (CH₂O)_n , donde n es un número entero no menor de tres y no mayor de ocho (3 < n < 8). Estas proporciones dieron origen al término carbohidratos para los azúcares y para aquellas moléculas constituidas por subunidades de azúcar. Estos compuestos pueden quemarse u oxidarse a dióxido de carbono (CO₂) y agua (H₂O), en una reacción que produce energía, capacidad que ha sido aprovechada por los cordados degradando a la glucosa, para aprovechar la energía desprendida (673 Kcal) y almacenarla (en forma de ATP).

Glucosa: sólido cristalino de color blanco, algo menos dulce que el azúcar destinado al consumo. Este azúcar monosacárido de seis carbonos, de fórmula C₆H₁₂O₆, se caracteriza por tener una función hidroxilo (OH) (característica de los alcoholes) en cada uno de los carbonos, excepto en el primero donde presenta una función aldehído. Se encuentra en la miel y en el jugo de numerosas frutas. Se produce en la hidrólisis de numerosos glucósidos naturales. La glucosa está presente en la sangre de los animales, método de transporte para distribuir a este glúcido por todo el cuerpo para ingresarla en la célula y producir la "respiración celular" (glucólisis - ciclo de Krebs - transporte de electrones).

Estos compuestos están constituidos por la unión de dos monosacáridos. Por ejemplo: la sacarosa (azúcar común – azúcar de caña) está formada por una glucosa y una fructosa (monosacárido de seis carbonos que posee una función cetona en el carbono 2), de fórmula C₁₂H₂₂O₁₁. El disácarido sacarosa es la principal forma en que los azucares se transportan a través del floema (vasos conductores de savia en los vegetales), desde las hojas hasta los sitios de la planta donde son requeridos. Es soluble en agua y ligeramente soluble en alcohol y éter. Cristaliza en forma de agujas largas y delgadas siendo dextrógira. Por hidrólisis (separación por medio de agua ya que se necesita una molécula de agua para que queden completas ambas monosacáridos) rinde una mezcla de glucosa y fructosa, que son levógiras. En el intestino delgado (humano), la inversión y separación tiene lugar gracias a la intervención de las enzimas invertasa y sacarasa. Cuando se calienta a temperaturas superiores a 180 ºC, la sacarosa se transforma en una sustancia amorfa, de color ámbar y consistencia espesa, parecida al jarabe, llamada caramelo.

Recordemos que según la orientación hacia donde desvía el plano de polarización de la luz para cualquier polímero se los designa levógiro (L) si polariza a la izquierda o dextrógiro (D) si lo hace a la derecha.

Otro disacárido importante es la lactosa, azúcar que sólo aparece en la leche, aquí la glucosa se combina con galactosa (hexosa que presenta funciones hidroxilos y una función aldehído).

Los polisacáridos son monosacáridos unidos entre sí en largas cadenas, pueden o no tener el mismo tipo de monosacárido como eslabón en esas cadenas. Los principales son: almidón y glucógeno.

El almidón es la forma principal de almacenamiento de glucosa en la mayoría de las plantas. Es fabricado por las plantas verdes durante la fotosíntesis. Forma parte de las paredes celulares de las plantas y de las fibras de las plantas rígidas. A su vez sirve de almacén de energía en las plantas, liberando energía durante el proceso de oxidación en dióxido de carbono y agua. Los gránulos de almidón de las plantas presentan un tamaño, forma y características específicos del tipo de planta en que se ha formado el almidón

Existe en dos formas: En el primero, la amilosa, que constituye el 20 % del almidón ordinario, los grupos están dispuestos en forma de cadena continua y rizada, semejante a un rollo de cuerda; en el segundo tipo, la amilopectina, se produce una importante ramificación lateral de la molécula, pero ambas están formadas por unidades de glucosa unidas entre si.

El glucógeno es la forma principal en que se almacena la glucosa en los animales superiores. Su estructura es muy semejante a la amilopectina, salvo que es mucho más ramificado (una ramificación cada 8 o 10 unidades de glucosa). se almacena en el hígado y tejidos musculares.

La formación de polisacáridos a partir de monosacáridos exige energía; cuando la célula necesita energía los hidroliza para liberar un monosacárido, el que es oxidado para que aporte la energía necesaria para el trabajo celular.