碳水化合物代谢的重要生理功能之一，就是提供人体各组织细胞生命活动中所需的能量，并且是首先被利用的功能物质。 其代谢的主要产物是葡萄糖，是血糖生成的主要来源。

在糖供给不足时，身体会动员脂肪和蛋白质满足能量的需要。故糖类有节省蛋白质及脂类的作用。

糖的分解代谢既可以在有氧条件下进行，也可以在无氧条件下酵解，而脂肪和蛋白质却不能在无氧条件下功能，这对于组织的功能活动是十分重要的。

糖类是构成机体的一种重要物质，糖蛋白是细胞膜的组成成分之一，黏蛋白是结缔组织的重要成分，神经组织中还含有糖脂；糖还可以进行磷酸戊糖途径分解，为细胞提供还原性物质NADPH（一种辅酶，叫还原型辅酶Ⅱ）和核糖。NADPH是体内许多重要物质如脂肪酸、类固醇等的生物合成所必需；而核糖对于核苷酸的合成是不可缺少的。

当体内糖的供给充裕时，细胞可将糖转变为糖原进行储存，在维持血糖稳定中起重要作用。此外，糖还可以转变为乙酰辅酶A用于合成脂肪储能。但在一般情况下，脂肪不能变成糖来维持血糖稳定。

糖类对其他某些营养素在体内的代谢也有密切关系。如脂肪代谢所产生的乙酰基必须与葡萄糖氧化产物草酰乙酸结合，才能进入三羧酸循环而被彻底氧化，所以脂肪在体内的正常代谢必须有碳水化合物存在；碳水化合物与蛋白质一起摄入体内时，可以增加ATP形成，为组织中游离的高浓度氨基酸重新合成蛋白质提供能量。