碳水化合物是一類由碳、氫、氧三種元素組成的有機化合物，在自然界中廣泛存在，具有多樣的化學結構和生物功能。它們在食品營養成分中扮演著重要角色，主要分為糖、寡糖（低聚糖）和多糖等類別。碳水化合物的主要功能包括：
提供能量。碳水化合物在人體內消化後轉化為葡萄糖或其他單糖，進而為細胞活動提供能量。每克葡萄糖產生大約16千焦（4千卡）的能量。
構成細胞和組織。碳水化合物以糖脂、糖蛋白和蛋白多糖的形式存在於細胞膜、細胞器膜、細胞漿以及細胞間質中，對細胞的正常功能至關重要。
節省蛋白質。碳水化合物有助於保護蛋白質不被用於能量來源，從而維持蛋白質的合成和組織更新。
維持腦細胞功能。葡萄糖是大腦正常運作的必要能源，缺乏碳水化合物可能導致腦細胞功能障礙。
抗生酮作用。在碳水化合物不足時，人體可能分解脂肪以獲取能量，從而產生酮體。酮體過多可能導致健康問題。
增強腸道功能。通過提供膳食纖維，如非澱粉多糖和低聚糖，碳水化合物有助於預防便秘和結腸癌等腸道相關疾病。
在食品營養成分表中，碳水化合物的量可以通過減法或加法計算得出。減法計算的是「可利用碳水化合物」，即食品總質量減去蛋白質、脂肪、水分、灰分和膳食纖維的質量。而加法則是直接將食品中的澱粉和糖的總和計入碳水化合物。