Koolhydraten zijn onmisbare bestanddelen van een goede voeding en vormen samen met eiwitten en vetten de belangrijkste voedingsstoffen. Koolhydraten zijn samen met vetten de belangrijkste energiedragers. Koolhydraten zorgen voor de directe energie die het lichaam nodig heeft om te kunnen functioneren. Worden vetten hoofdzakelijk door het lichaam opgeslagen als energievoorraad, koolhydraten in de vorm van glucose zijn direct beschikbaar als brandstof voor de cellen. Met name de rode bloedlichaampjes, de hersen- en zenuwcellen kunnen alleen maar glucose als energiebron gebruiken. Andere lichaamscellen zijn ook in staat vetten te verbranden.
In de natuur zijn alleen groene planten in staat koolhydraten te maken. De benodigde grondstoffen zijn koolzuurgas (CO2), dat door de bladeren uit de lucht kan worden opgenomen, en water (H2O), dat door de plantenwortels aan de grond wordt onttrokken. De energie die daarvoor nodig is, wordt geleverd door de zon. De zonne-energie wordt opgevangen door het bladgroen (chlorofyl), dat in staat is de zonne-energie om te zetten in chemische energie nodig voor de opbouw van het glucosemolecuul. Bij dit proces komt zuurstof vrij, waardoor planten de zuurstofleveranciers zijn van de wereld. Dit proces wordt fotosynthese of koolzuurassimilatie genoemd en is een van de belangrijkste basisprocessen voor het leven.
Het proces van de fotosynthese is een zeer ingewikkelde zaak. Pas in de jaren vijftig van de vorige eeuw is hierover veel duidelijk geworden. De scheikundige Calvin kreeg voor zijn werk hierover in 1961 de Nobelprijs voor de scheikunde. Glucose die de plant niet nodig heeft voor zijn eigen levensprocessen wordt door de plant weer omgezet in zetmeel en opgeslagen in bijvoorbeeld knollen (aardappels). De door planten opgeslagen koolhydraten vormen een rijke voedsel- en energiebron voor mens en dier. Wij zijn namelijk niet in staat deze stoffen zelf aan te maken.

Koolhydraten zijn samengesteld uit de basiselementen: koolstof (C), waterstof (H) en zuurstof (O). In tegenstelling tot eiwitten en vetten bevatten koolhydraten gèèn andere elementen. De naam van deze verbindingen is afgeleid van koolstof en het Griekse woord voor water (=hydros). Liever gebruiken we de term suikers of ”sachariden”. De moleculen van sachariden kunnen weinig (minimaal 3) tot zeer veel koolstofatomen (meer dan 25.000) per molecuul bevatten.
Op grond van hun chemische structuur kunnen we sachariden (koolhydraten) onderverdelen in drie groepen; van eenvoudige kleine moleculen tot zeer grote complexe verbindingen:
Glucose is de brandstof voor het lichaam. Alle lichaamscellen hebben glucose nodig die voor de benodigde energie zorgt om te kunnen functioneren. Via het bloed wordt de glucose naar de lichaamscellen in alle uithoeken van het lichaam getransporteerd. Bloed bevat dus altijd een hoeveelheid glucose. Dit staat bekend onder de naam: bloedsuikergehalte, bloedsuikerspiegel of de medische term glykemie. De hormonen insuline en glucagon spelen een belangrijke rol bij het in stand houden van de bloedsuikerspiegel. Sterke schommelingen van de bloedsuikerspiegel kunnen leiden tot de drang van overmatig eten, vasthouden van vocht, sterke dorst of wisselingen in de gemoedstoestand. Stijgt de bloedsuikerspiegel te snel na bijvoorbeeld een koolhydraatrijke maaltijd dan scheidt de alvleesklier het hormoon insuline af die het teveel aan glucos uit het bloed haalt en als glycogeen opslaat in de spieren en de lever.
De koolhydraten uit onze voeding hebben een grote invloed op de bloedsuikerspiegel in ons bloed. Het getal dat aangeeft in welke mate een koolhydraat het glucosegehalte in het bloed beïnvloedt, wordt de glykemische index genoemd. Koolhydraten met een hoge glykemische index worden snel door het lichaam opgenomen en veroorzaken een sterke stijging van de bloedsuikespiegel en worden daarom wel "snelle" of "slechte" koolhydraten genoemd. Koolhydraten met een lage glykemsiche index worden langzaam door het lichaam opgenomen en veroorzaken nauwelijks een stijging van de bloedsuikerspiegel en worden daarom wel "langzame" of "goede" koolhydraten genoemd. Suiker, honing, aardappelpuree, witte snelkookrijst, wit brood, koek en gebak zijn voorbeelden van producten met een hoog gehalte aan "slechte" koolhydraten. Vers fruit, bonen, linzen, verse groente, pinda's en melkproducten zijn voorbeelden van producten met "goede" koolhydraten.