多种食物皆含有丰富的糖类，包括水果、汽水、面包、 意式面食 、豆类、马铃薯、 米糠 、稻米及麦类。糖类是生物中的常见能量来源，却不是人类的必须营养。糖类也不是任何其他分子的必须组成部份，而人体也可以从蛋白及脂肪获取能量。脑部及脑神经一般不能燃烧脂肪以获取能量，但可以使用葡萄糖或 酮糖 代替。人体能从 糖异生 过程中，利用特定的氨基酸、 甘油三酸酯 中的 甘油 骨架，或是脂肪酸中的合成某些葡萄糖。糖类每克含有15.8千 焦耳 （即3.75千卡路里）而每克蛋白质则能提供16.8千焦耳（4千卡路里），而每克脂肪则能提供37.8千焦耳（9千卡路里）。

生物一般不能利用所有糖类转换成能量，其中葡萄糖是最普遍的能量来源，尤其是大脑只能由葡萄糖供能（由于血脑屏障的低通过性）。许多生物都有能力把其他 单糖 及 双糖 代谢成能量，但以葡萄糖为首选，也最易消化。例如，在大肠杆菌中，当遇到乳糖，乳糖操纵子会释出酶，以消化乳糖，但如果乳糖和葡萄糖都存在乳糖操纵子会受到压抑的，葡萄糖会首先被消化。多糖也是常见的能量来源，许多生物皆能分解淀粉成葡萄糖，但大部份生物都不能消化纤维素、 甲壳素 等其他多糖。这些糖只能由某些细菌及原生生物消化。例如， 反刍动物 和 白蚁 会利用微生物来处理纤维素。虽然这些复杂的糖不能轻易消化，但它们却是人类营养的重要部份，称为食用纤维，他们也可以通过工业手段制成其他类别的糖，如壳聚糖（由甲壳素加工而来）。食用纤维对人类的最大益处，在于它能促进肠胃蠕动，使消化系统更好地工作。美国药物组织建议，每名美国及加拿大人的 食物热量 需有45–65%来自糖类，以减低心脏病及肥胖症的风险。 联合国粮食及农业组织 与 世界卫生组织 也联合建议每个国家制定营养指引，订立每人的总食物能量中的55–75%来自糖类，最多90%直接来自糖份。

历史上，营养学家曾经只把糖类分为简单与复杂，但这种分类法难免存在歧义问题。现今的“简单糖类”一般指 单糖 与 双糖 ，而“复杂糖类”指多糖（包括 低聚糖 ）。可是，“复杂糖类”最先见于美国参议院人类营养需求委员会出版物《美国营养目标》（1977），该词语的意思却不相同，指的是"“水果、蔬菜及全谷物”。部份营养学者以“复杂糖类”一词指任何在含有纤维、维他命及矿物质的食物中，可消化的糖类，以相对于提供较少其他营养的已消化糖类。

许多人（甚至有营养学家）相信，复杂的糖类（多糖，例如淀粉）比简单的糖类（例如单糖）消化得较慢，因此较健康。

实际上，简单糖类与复杂糖类对血糖水平的影响大同小异。一些简单的碳水化合物消化得非常缓慢（例如果糖），而一些复杂的碳水化合物，特别经过处理后的，却能迅速提高血糖水平（如淀粉）。从此可知，消化的速度取决于多种因素，包括连带进食的其他营养物、食物准备方法、在个人代谢的速度差异，以及该碳水化合物的化学结构。

营养学上，以升糖指数 (GI)及血糖负荷（GL）的概念，来反映食物于消化后对人体的影响。升糖指数衡量人体吸收该食物中葡萄糖的速度，而血糖负荷则衡量食物中可吸收葡萄糖的总量。两种指数中，最高则代表糖类含量最高、 血糖 水平最大影响的食物。胰岛素指数是一个类似的、更新式的计算法，衡量食品对血腋胰岛素水平的影响，主要考量食物中的葡萄糖（或淀粉）和某些氨基酸的份量。

膳食指南一般建议食用复杂碳水化合物（淀粉）和营养丰富的简单碳水化合物，如水果、蔬菜及 奶制品 ，以弥补大量碳水化合物的消耗。过量食用高度加工的碳水化合物来源，如玉米或土豆片，糖果，含糖饮料，糕点和白米，一般认为是不健康的。 美国农业部 的《2005年美国膳食指南》不再使用简单/复杂的分类法，改为推荐含丰富纤维素的食物和全谷物。

糖代谢可分为分解与合成两方面，分解包括酵解与三羧酸循环，合成包括糖的异生、糖原与结构多糖的合成等，中间代谢还有磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等。

糖代谢受神经、激素和酶的调节。同一生物体内的不同组织，其代谢情况有很大差异。脑组织始终以同一速度分解糖，心肌和骨骼肌在正常情况下降解速度较低，但当心肌缺氧和骨骼肌痉挛时可达到很高的速度。葡萄糖的合成主要在肝脏进行。不同组织的糖代谢情况反映了它们的不同功能。

（一）消化

生物所需的能量，主要由糖的分解代谢所提供。生物要利用糖类作能源，首先须将比较复杂的糖分子经酵解作用（即消化作用）变成单糖后才能被吸收，进行代谢。生物水解糖类的酶为糖酶。糖酶分多糖酶和糖苷酶两类。多糖酶可水解多糖类，糖苷酶可催化简单核苷及二糖的水解。多糖酶的种类很多，如淀粉酶、纤维素酶、木聚糖酶、果胶酶等。

人类食物中的糖类一般以淀粉为主。水解淀粉和糖原的酶称为淀粉酶。淀粉酶有α-淀粉酶和β-淀粉酶两种。

（二）吸收

人和动物小肠能直接吸收单糖，通过毛细血管进入血液循环。不能消化的二糖、寡糖及多糖不能吸收，由肠细菌分解，以CO ₂ 、甲烷、酸及H ₂ 形式放出或参加代谢。各种单糖的吸收率不同，D-半乳糖>D-葡萄糖>D-果糖>D-甘露糖>D-木糖>阿拉伯糖。单糖的吸收机制包括被动转运和主动转运，两种转运都由专一的蛋白质与之结合而跨膜转运。被动转运即溶质顺浓度梯度转运，吸收慢，不耗能；主动转运即溶质逆浓度梯度转运，吸收快，耗能。