Lehet csak szerkezeti szerepük is (lásd például a növényi sejtfalalkotó cellulóz), de ennél fontosabb, hogy biológiai információt is hordozhatnak. A szénhidrátok közé az egyszerű (3-9 szénatomszámú) cukrok, a monoszacharidok, valamint a belőlük felépülő poliszacharidok (glikánok) tartoznak. Külön csoportot alkotnak az összetett szénhidrátok (glikokonjugátumok), melyekben cukrokon kívül más komponens is található. Többek között ide tartoznak a glikolipidek és a glikoproteinek.

Az egyszerű cukrok legalább három hidroxilcsoportot tartalmazó aldehidek és ketonok, melyek sejtes körülmények között elsősorban gyűrűs piranóz vagy furanóz formában vannak jelen. A poliszacharidokban és az összetett szénhidrátokban a monoszacharidok hidroxil- és aminocsoportokon keresztül, kondenzációs reakcióban kialakuló glikozidos-kötéssel kapcsolódhatnak egymáshoz illetve az összetett szénhidrátokban a fehérjékhez, lipidekhez. A hidroxilcsoporton keresztül létrejött kötések neve O-glikozidos, az aminocsoporton keresztüli pedig N-glikozidos.