碳水化合物是人类三大生热营养素之一。人体各组织、器官，如手、脚、大脑、眼、耳、鼻、嘴、心脏、肺、胃肠等的各种活动都依靠糖氧化后产生的热量作为动力。人体需要的热能大约 70％是来自糖。因此，碳水化合物是世界上大部分人类从膳食中摄取热能的最经济、最主要和最安全的来源。其主要功能是能迅速地供给机体热能及肌肉活动的能量， lg 碳水化合物能供给（产生）4kcal 热能，其分解产物是二氧化碳和水，对人类无毒害作用，其次碳水化合物也是构成机体的主要组成物质，如糖与脂肪形成糖脂参与细胞膜的结构，糖与蛋白质形成粘蛋白参与结缔组织的形成，糖与许多酶结合参与物质代谢，糖是核酸的重要组成部分等。糖是维持神经系统功能的必需营养素，大脑的能量供应只靠葡萄糖来提供，脑对低血糖的反应很敏感，例如注射胰岛素过量，血糖下降，很快就出现神经系统活动能力上的改变，如心理状态混乱，严重时可出现休克。
小学生早上不吃早饭上学，到第三节课时就会因饥饿而低血糖，头痛头昏，注意力涣散，记忆力下降，全身无力，严重的出现低血糖休克。碳水化合物在代谢中还是脂肪氧化的好助手，如果缺少碳水化合物的氧化，脂肪就不能完全氧化成二氧化碳和水而放出大量热能供人体活动，而是中途停止，形成许多对人体有害的中间产物，使人体内发生酮症酸中毒，所以碳水化合物在代谢中是有抗生酮作用的。碳水化合物贮存在肝脏的叫肝糖，肝糖在肝内有解毒功能，可对一些化学物质及毒素进行解毒。膳食中由于有碳水化合物存在，可避免过多地以消耗蛋白质的形式为机体提供热能，而有利于发挥蛋白质所特有的生理功能， 我们把碳水化合物的这种作用叫对蛋自质的庇护作用，即节约作用。碳水化合物在人体内的贮存量很少，仅占人体干重的 2％左右，比蛋白质、脂肪的贮存量少，而人体每日所消耗的碳水化合物量比体内贮存的量要大得多，因此必须保证经常供给，这是碳水化合物的一个营养特点。碳水化合物家族中的乳糖，存在于人乳及其它哺乳动物的奶中，乳糖是婴儿成长发育的必需营养素，它可分解成半乳糖，半乳糖是儿童形成腺苷的原料，乳糖还可保持肠道需要的细菌丛，以促进钙的吸收，成年人吃乳糖有导泻作用，可用它来治疗便秘。碳水化合物中不能被人体吸收的那部分糖过去认为是废物，随着现代营养科学的发展，已认识到它们与人体健康的关系很大，其中的纤维素能刺激肠蠕动和消化腺体的分泌；果胶能吸收与保留水分，使粪变软，有利于通便，可防治便秘。根据对非洲土著居民所做的流行病学调查，发现他们肠癌和心血管病的患病率较低，与膳食中纤维素含量高有关，故近年来人们对膳食纤维又有了新的认识，认为膳食中有一定量的纤维对预防癌与心血管疾病有好处。
