碳水化合物化學是化學的一門分支學科，主要涉及碳水化合物的檢測、合成、結構和功能。由于碳水化合物的一般結構，它們的合成往往專注于糖苷連接的選擇性形成和羥基的選擇性反應；因此，它在很大程度上依賴于保護基的使用。

單個的糖類殘基被稱為單糖。

碳水化合物的合成是有機化學的一個子領域，專門涉及天然和非天然碳水化合物結構的生成。這可以包括單糖殘基或含有一個以上單糖的結構的合成，被稱為低聚糖。

費舍爾糖化作用鹵化糖Koenigs-Knorr反應保護基團碳水化合物縮醛化三甲基硅烷基苯醚對甲氧基苯醚寡糖碳水化合物的反應碳水化合物是許多有機反應的反應物。例如。氰醇反應Lobry-deBruyn-vanEkenstein轉化Amadori重排Nef反應Wohl降解Tipson-Cohen反應Ferrier重排FerrierII反應碳水化合物的功能碳水化合物在體內有四個主要功能。

能量供應，特別是以葡萄糖的形式供應給大腦避免氨基酸的分解以獲得能量避免脂肪酸的分解導致酮癥細胞和蛋白質的識別能量供應，特別是以葡萄糖的形式供應給大腦避免氨基酸的分解以獲得能量避免脂肪酸的分解導致酮癥細胞和蛋白質的識別當時間的推移導致碳水化合物從糖蛋白上斷裂時，糖蛋白激素可能被肝臟從血液中清除。