炭水化物（たんすいかぶつ, carbohydrates）とは、単糖を構成成分とする有機化合物の総称です。

また、糖質とも呼ばれます。

炭水化物は生物にとって大きく分けて３種類の働きを持つ。

・エネルギー源
・形態構築の材料
・分子的な「標識」

単糖であるグルコースは細胞の主なエネルギー源である。

また、とりわけ人間にとっては、思考の際の脳のエネルギー源としても非常に重要である。

グルコースは植物ではデンプン、動物ではグリコーゲンとして、高分子として体内に蓄えられる。

植物の体はセルロースという多糖によって構成されている。

セルロースはデンプンと同じグルコースの多量体であるが、結合様式が異なるため、化学的に極めて強靭な構造を持つ。

セルロースは細胞壁の主成分として活用されている。

また、細胞の表層には、糖鎖と呼ばれる糖の多量体が結合している。

これはタンパク質に対する受容体ほど強くは無いものの、生体内である種の「標識」としてはたらいている。