Los carbohidratos más simples son los monosacáridos, o azúcares simples. Los monosacáridos están formados por un anillo (o una cadena) de átomos de carbono a los que se unen átomos de hidrógeno y oxígeno. La relación entre el carbono, el hidrógeno y el oxígeno es la misma en todos los monosacáridos. El número de átomos de carbono en la molécula, y la configuración de todos los átomos, determina qué tipo de azúcar simple es.

El producto inmediato de la fotosíntesis es un monosacárido llamado glucosa; otros ejemplos de monosacáridos son la fructosa y la galactosa. En la planta, los monosacáridos se utilizan como fuente de energía, o como bloques de construcción para moléculas más grandes.

El azúcar con el que todos estamos más familiarizados es la sacarosa. La sacarosa es un disacárido; el «di» indica que está formado por dos azúcares simples (en este caso, glucosa y fructosa). Las fuentes comerciales más importantes de sacarosa son la caña de azúcar y la remolacha azucarera.

Los polisacáridos están formados por varios monosacáridos unidos entre sí. Ya hemos dicho que los monosacáridos se utilizan como bloques de construcción para crear moléculas más grandes y los polisacáridos son ejemplos de estas moléculas más grandes.

Los dos principales polisacáridos de las plantas son el almidón y la celulosa. Tanto las moléculas de almidón como las de celulosa están formadas por largas cadenas que contienen miles de moléculas de glucosa unidas entre sí. La diferencia entre el almidón y la celulosa radica en la forma en que las moléculas de glucosa están unidas entre sí. Esta configuración diferente de las moléculas explica las propiedades tan distintas del almidón y la celulosa.

El almidón se utiliza principalmente como almacenamiento del exceso de reservas de alimentos (azúcares) y se encuentra en la mayoría de las plantas. Muchos alimentos conocidos son estructuras de almacenamiento de almidón, como las patatas blancas o «irlandesas» (puntas del tallo hinchadas) y las batatas (raíces hinchadas). El almidón también es común en el endospermo (tejido de almacenamiento) de las semillas de monocotiledóneas y de algunas dicotiledóneas; este almidón proporciona una fuente de energía lista para el embrión en germinación. Ejemplos de semillas llenas de almidón son granos como el trigo y la avena.

La celulosa, que recordará de nuestra discusión anterior, se utiliza principalmente como soporte estructural. A diferencia de las moléculas de almidón, una vez que las moléculas de glucosa se unen a las moléculas de celulosa, ya no están disponibles como fuentes de alimento ni para la planta ni para nosotros.

La celulosa es muy resistente a la descomposición. Muy pocos organismos tienen la capacidad de digerir o descomponer la celulosa: algunas bacterias, hongos y otros microorganismos, el pececillo de plata y algunos otros. Sin embargo, la celulosa es un componente importante de una dieta humana saludable; es un componente principal de lo que comúnmente se conoce como fibra dietética.