Węglowodany są szeroko rozpowszechnionymi w przyrodzie związkami, składającymi się z węgla, wodoru i tlenu. Występują zarówno w organizmach roślinnych, jak i zwierzęcych, pełniąc w nich funkcję strukturalną, ochronną lub też są formą magazynowania energii. Węglowodany stanowią najważniejsze i najtańsze źródło energii na całym świecie. Średnio od 40% do 80% energii otrzymywanej z pożywienia pochodzi właśnie z węglowodanów.
Ponieważ zyskały sobie miano produktu „tuczącego", obserwuje się tendencję ograniczania ich spożycia. Niestety ogranicza się spożycie węglowodanów pochodzących z ziemniaków i produktów zbożowych, rośnie zaś spożycie węglowodanów w postaci sacharozy.
Zwolennicy „diety ketogennej" uważają, że węglowodany są główną przyczyną rozwoju nadwagi i otyłości. Badania epidemiologiczne wykazują jednak, że głównym czynnikiem rozwoju nadwagi i otyłości jest nadmierna kaloryczność diety. Większość diet redukujących masę ciała, opracowanych przez dietetyków i żywieniowców, zakłada dość istotne ograniczenie podaży tłuszczu i zastąpienie go węglowodanami, zwłaszcza węglowodanami złożonymi.
Warto pamiętać, że przy niskim spożyciu węglowodanów tłuszcze są niecałkowicie spalane, gdyż metabolizm tłuszczu zachodzi szybciej niż tempo w jakim utylizowane są produkty jego przemian. Niedobór glukozy powoduje, że w organizmie gromadzą się ketony i może dojść do zjawiska zwanego kwasicą. Stwierdzenie, że „tłuszcze spalają się w ogniu węglowodanów" głosił już Lavoisier. Uważa się, że do całkowitego spalania tłuszczu organizm potrzebuje w ciągu doby około 180 g glukozy.
Węglowodany występują w przyrodzie jako cukry proste oraz ich polimery - oligosacharydy i polisacharydy. Z żywieniowego punktu widzenia wyróżnia się ponadto węglowodany przyswajalne, z których organizm czerpie energię, oraz nieprzyswajalne, określane mianem błonnika pokarmowego.
Najważniejszą funkcją, którą spełniają węglowodany to dostarczanie łatwo przyswajalnej i taniej energii, niezbędnej do prawidłowego funkcjonowania organizmu. Stanowią one także materiał zapasowy, magazynowany pod postacią glikogenu w wątrobie i mięśniach. Jednak możliwości tworzenia zapasów glikogenu w wątrobie są ograniczone i mało znaczące w porównaniu do magazynowania tłuszczu.