碳水化合物是生物体中一类重要的有机物质，主要由碳、氢和氧三种元素组成。根据其结构复杂度的不同，可以将碳水化合物分为单糖、双糖、寡糖和多糖四类。
1. 单糖：是最简单的碳水化合物形式，不能被进一步水解成更小的分子。常见的单糖有葡萄糖、果糖和半乳糖等。它们是细胞直接利用的能量来源，参与体内多种代谢过程。
2. 双糖：由两分子单糖通过缩合反应连接而成。如蔗糖（一分子葡萄糖与一分子果糖）、麦芽糖（两分子葡萄糖）等。双糖在消化系统中会被分解成相应的单糖后被吸收利用。
3. 寡糖：通常指含有3-9个单糖单位的碳水化合物，自然界中的寡糖种类较少，但某些植物中存在较多的寡糖成分，如棉籽糖、水苏糖等。它们不易被人体消化酶分解，在肠道内可作为益生元促进有益菌群生长。
4. 多糖：由10个以上单糖单位组成的复杂大分子，主要包括淀粉、纤维素、糖原等。其中，淀粉和糖原是重要的能量储存形式；而纤维素则构成植物细胞壁的主要成分，在人体内不易被消化吸收，但能促进肠道蠕动，有助于预防便秘等问题。

碳水化合物在生物体内主要发挥以下作用：
- 提供能量：葡萄糖是细胞进行有氧呼吸或无氧发酵产生ATP（三磷酸腺苷）的主要底物。
- 构成组织结构：如纤维素构成植物细胞壁，几丁质构成昆虫外骨骼等。
- 作为合成其他物质的原料：例如脂肪酸、氨基酸等非碳水化合物物质可以通过糖代谢途径生成。
- 参与信号传导和免疫识别过程：某些寡糖或复合糖链在细胞表面表达，参与细胞间相互作用及免疫反应。