Kohlenhydrate, oft unzutreffend auch als "Kohlehydrate" bezeichnet, sind eine Gruppe von organisch-chemischen Verbindungen, die man auch als Zucker bezeichnet. Dabei gibt es Monosaccharide (Einfachzucker), Disaccharide (Zweifachzucker), Oligosaccharide/Polysaccharide (Mehrfachzucker). Zwei- und Mehrfachzucker bestehen aus chemisch verketteten Einfachzuckern. Eigentlich müsste man von 'Kohlenstoffhydraten' sprechen, weil man ursprünglich Verbindungen wie Glukose oder Fruktose als Hydrate des Kohlenstoffs betrachtete, denn chemisch gesehen sind Kohlenhydrate mehrwertige Alkohole. Daher ist die Verkürzung "Kohlenhydrate" (mit "n") vorzuziehen und historisch begründet.

Einfachzucker werden von Pflanzen durch Photosynthese aus Kohlenstoffdioxid und Wasser aufgebaut, und enthalten Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff. Zur Speicherung oder zum Zellaufbau werden diese Einfachzucker dann zu Mehrfachzuckern verkettet.

Tiere können keine Einfachzucker synthetisieren, allerdings können sie aus Einfachzuckern langkettige Zucker herstellen. So synthetisiert die Leber beispielsweise aus Glukose den langkettigen Speicherzucker Glykogen.

Kohlenhydrate sind ein wesentlicher Teil der menschlichen Nahrung. Der Energiegehalt von 1 Gramm Kohlenhydrat beträgt rund 17,2 Kilojoule (kJ) (4,1 kcal). Pflanzenarten, die vor allem dazu beitragen, den Kohlenhydratbedarf in der Ernährung zu decken, sind im Artikel Nutzpflanzen zusammengestellt.

Insgesamt kann man die Kohlenhydrate auch in Strukturkohlenhydrate und Nicht-Strukturkohlenhydrate unterteilen:

Nicht-Strukturkohlenhydrate sind u.a. Rohrzucker (Saccharose) sowie das Polysaccharid Stärke. Diese Zucker dienen dem Energiegewinn oder sind Speicherstoffe.
Strukturkohlenhydrate sind am Aufbau der pflanzlichen Zellwand beteiligt und stellen einen Großteil des Fasermaterials der Pflanzen dar: Zellulose, Hemizellulose, u.a.

Strukturkohlenhydrate können von Säugern mit einhöhligem Magen nur bedingt verdaut werden, hingegen von Wiederkäuern und Pferdeartigen (Equidae) weit gehend vollständig.

Beispiele:

Einfachzucker (Monosaccharide)
o Dextrose, auch Traubenzucker oder Glucose
o Mannose, ein Epimer der Glucose
o Fructose, auch Fruchtzucker
o Galactose, auch Schleimzucker
o Ribose, Teil der Ribonukleinsäure (RNA)
o Desoxyribose, Teil der Desoxyribonukleinsäure (DNA)
Zweifachzucker (Disaccharide)
o Saccharose, auch Rübenzucker oder Rohrzucker (Glucose + Fructose)
o Lactose, auch Milchzucker (Glucose + Galactose)
o Lactulose, ein synthetisch abgewandelter Milchzucker
o Maltose, auch Malzzucker (Glucose + Glucose)
o Trehalose
Mehrfachzucker (Polysaccharide)
o Stärke
o Cellulose
o Glykogen