Le loro unità fondamentali sono i monosaccaridi (o zuccheri semplici), come il glucosio, il fruttosio e il galattosio, che in soluzione acquosa assumono prevalentemente una struttura ad anello. Due monosaccaridi uniti formano un disaccaride, come il saccarosio, che è lo zucchero da tavola. Quando si uniscono molteplici monosaccaridi, si formano i polisaccaridi, che svolgono importanti funzioni di riserva energetica e strutturali.
Nelle piante, l'amido è la molecola di riserva, mentre il glicogeno è la riserva energetica degli animali, immagazzinato nel fegato e nei muscoli. Strutturalmente, la cellulosa è il componente principale della parete cellulare delle piante, fornendo sostegno.