Najprostsze węglowodany nazywane są monosacharydami, których długość łańcucha węglowego wynosi od trzech do siedmiu. Wiele cukrów prostych to monosacharydy, w tym glukoza i fruktoza. Należy pamiętać, że glukoza i fruktoza mają ten sam wzór chemiczny, ale są ułożone inaczej.
Istnieją trzy główne grupy węglowodanów. Monosacharydy są najkrótsze i najprostsze i są podstawowymi składnikami bardziej złożonych węglowodanów. Disaacharydy składają się z dokładnie dwóch monosacharydów połączonych kowalencyjnie, zazwyczaj na końcu. Wreszcie, polisacharydy są najbardziej złożonymi węglowodanami, składającymi się z trzech lub więcej połączonych ze sobą monosacharydów. Typowymi przykładami polisacharydów są skrobia i glikogen.