Węglowodany dostarczają energię komórkom i działają jako cząsteczki sygnałowe, które komunikują się ze środowiskiem wewnętrznym i zewnętrznym. Organizm zamienia węglowodany w glukozę, którą następnie wykorzystuje natychmiast lub przechowuje.
Około 5 procent błony komórkowej zawiera węglowodany. Oprócz zapewnienia komórki struktury, ułatwiają komunikację. Węglowodany pomagają w zapośredniczeniu tego, co dzieje się wewnątrz komórki, i odgrywają rolę w pomaganiu w rozpoznaniu obcych patogenów, które dostają się do organizmu. Gdy węglowodan jest przyłączony do lipidu, nazywa się go glikolipidem i wspomaga sygnalizację wewnątrzkomórkową. Natomiast glikoproteiny identyfikują obce substancje, które dostają się do komórki. Węglowodany na powierzchni komórek również układają białka w komórce, co pomaga w funkcjonowaniu komórki.
Bez węglowodanów, białka nie miałyby stałego źródła energii. Po wejściu do organizmu węglowodany rozkładają się na mniejsze cząsteczki gotowe do wchłonięcia przez ścianę komórkową. Insulina wspomaga ruch glukozy w komórkach, co pomaga w wytwarzaniu trifosforanu adenozyny w celu wytworzenia energii komórkowej. Nadmiar glukozy jest przechowywany w wątrobie i mięśniach w postaci glikogenu. Kiedy organizm nie ma węglowodanów jako źródła energii, zamiast tego rozkłada białko. Glikogen jest szczególnie ważny, gdy ktoś ćwiczy, ponieważ potrzebuje szybkiego źródła energii.
