Berdasarkan jumlah molekulnya Karbohidrat dibagi dalam 4 kelompok yaitu:

    1. Monosakarida

Monosakarida merupakan karbohidrat yang paling sederhana (simple sugar), karena tidak bisa lagi dihidrolisa, hanya terdiri dari satu gugus. Rumus umumnya yaitu C₆H₁₂O₆.Monosakarida larut di dalam air dan rasanya manis, sehingga secara umum disebut juga gula. Penamaan kimianya selalu berakhiran -osa.

Monosakarida terbagi menjadi, yaitu:

a.       D-gliseraldehid (karbohidrat paling sederhana)

Karbohidrat ini hanya memiliki 3 atom C (triosa), berupa aldehid (aldosa) sehingga dinamakan aldotriosa. (perhatikan bahwa gula ini hanya memiliki 3 atom C sehingga disebutpaling sederhana).

 D-gliseraldehid

 

b.      Glukosa

Glukosa disebut juga gula anggur ataupun dekstrosa. Banyak dijumpai di alam seperti buah-buahan, sayur-sayuran, madu, sirup jagung dan tetes tebu. Di dalam tubuh glukosa didapat dari hasil akhir pencernaan amilum, sukrosa, maltosa dan laktosa. Melebihi normal disebut hiperglikemia, pada penderita Diabetes Mellitus.

 D-glukosa (perhatikan glukosa mengalami siklisasi membentuk struktur cincin)

c.       Fruktosa

Froktosa disebut juga gula buah ataupun levulosa. Disebut levulosa karena larutan fruktosa memutar bidang polarisasi ke kiri (laevus=kiri). Merupakan jenis sakarida yang paling manis, Banyak dijumpai pada buah-buahan, mahkota bunga, madu dan hasil hidrolisa dari gula tebu. Di dalam tubuh fruktosa didapat dari hasil pemecahan sukrosa.

D-fruktosa (perhatikan fruktosa mengalami siklisasi membentuk struktur cincin)

d.      Galaktosa

Galaktosa tidak dijumpai dalam bentuk bebas di alam.Galaktosa yang ada di dalam tubuh merupakan hasil hidrolisa dari laktosa.

D-galaktosa (perhatikan  galaktosa mengalami siklisasi membentuk struktur cincin)

e.         D-ribosa (digunakan dalam pembentukan RNA)

Karena merupakan penyusun kerangka RNA maka ribosa penting artinya bagi genetika bukan merupakan sumber energi. Jika atom C nomor 2 dari ribosa kehilangan atom O, maka akan menjadi deoksiribosa yang merupakan penyusuna kerangka DNA.

D-ribosa (perhatikan gula ini memiliki 5 atom C)

2.      Disakarida

Disakarida merupakan gabungan antara 2 (dua) monosakarida, pada bahan makanan disakarida terdapat 3 jenis yaitu:

a.    Sukrosa

Sukrosa adalah gula yang kita pergunakan sehari-hari, disebut gula meja (table sugar) atau gula pasir dan disebut juga gula invert. Mempunyai 2 (dua) molekul monosakarida yang terdiri dari satu molekul glukosa dan satu molekul fruktosa. Sumber: tebu (100% mengandung sukrosa), bit, gula nira (50%), jelly.

Sukrosa (berbeda dengan maltosa dan laktosa, ikatan yang menghubungkan kedua  

                  Monosakarida adalah ikatan C1-2)

b.   Maltosa

Mempunyai 2 (dua) molekul monosakarida yang terdiri dari dua molekul glukosa. Di dalam tubuh maltosa didapat dari hasil pemecahan amilum, lebih mudah dicerna dan rasanya lebih enak dan nikmat. Disakarida ini tak ditemukan di alam kecuali pada kecambah padi-padian.

β-maltosa (ikatan antara kedua monosakarida merupakan ikatan C1-4. Atom C nomor 1 yang takberikatan dengan glukosa lain dalam posisi beta)

c.    Laktosa

Mempunyai 2 (dua) molekul monosakarida yang terdiri dari satu molekul glukosa dan satu molekul galaktosa. Laktosa kurang larut di dalam air. Sumber : hanya terdapat pada susu sehingga disebut juga gula susu. Laktosa dapat menimbulkan intolerance disebabkan kekurangan enzim laktase sehingga kemampuan untuk mencerna berkurang.

β-laktosa (ikatan antara kedua monosakarida merupakan ikatan C1-4)

      3.Oligosakarida

Oligosakarida merupakan gabungan dari molekul-molekul monosakarida yang jumlahnya antara 2 (dua) sampai dengan 8 (delapan) molekul monosakarida. Sehingga oligosakarida dapat berupa disakarida, trisakarida dan lainnya. Oligosakarida secara eksperimen banyak dihasilkan dari proses hidrolisa polisakarida dan hanya beberapa oligosakarida yang secara alami terdapat di alam. Oligosakarida yang paling banyak digunakan dan terdapat di alam adalah bentuk disakarida seperti maltosa, laktosa dan sukrosa.

4.    Polisakarida

Merupakan senyawa karbohidrat kompleks. Dapat mengandung lebih dari 60.000 molekul monosakarida yang tersusun membentuk rantai lurus ataupun bercabang.Polisakarida rasanya tawar (tidak manis), jenis polisakarida, yaitu:

a.    Amilum (zat pati)

Amilum merupakan sumber energi utama sebagai bahan makanan pokok. Disamping bahan pangan kaya akan amilumjuga mengandung protein, vitamin, serat dan beberapa zat gizi penting lainnya. Sumber: umbi-umbian,serealia dan biji-bijian merupakan sumber amilum yang berlimpah ruah oleh karena mudah didapat untuk di konsumsi. Pati merupakan polimer α-D-glukosa dengan ikatan α (1-4). Kandungan glukosa pada pati bisa mencapai 4000 unit. Ada 2 macam amilum yaitu amilosa (pati berpolimer lurus) dan amilopektin (pati berpolimer bercabang-cabang). Sebagian besar pati merupakan amilopektin.

Struktur amilosa (perhatikan bahwa amilosa tidak bercabang)

Struktur amilopektin (bandingkan dengan amilosa)

b.    Glikogen

Glikogen merupakan "pati hewani", terbentuk dari ikatan 1000 molekul, larut di dalam air (pati nabati tidak larut dalam air) bila bereaksi dengan yodium akan menghasilkan warna merah. Sumber : kecambah, serealia, susu, syrup jagung (26%). Glikogen terdapat pada otot hewan, manusia dan ikan. Glikogen disimpan di dalam hati dan otot sebagai cadangan energi, yang sewaktu-waktu dapat diubah kembali menjadi glukosa bila dibutuhkan.

Struktur glikogen (bandingkan dengan amilum)

c.       Selulosa

Hampir 50% karbohidrat yang berasal dari tumbuh-tumbuhan  adalah

selulosa, selulosa merupakan bagian terpenting dari dinding seltumbuh-tumbuhan. Selulosa tidak dapat dicerna  oleh tubuh manusia, karena tidak ada enzim untuk memecah selulosa. Meskipun tidak dapat dicerna,selulosa berfungsi sebagai sumber serat yang dapat memperbesar volume dari faeses, sehingga akan memperlancar defekasi.

Struktur selulosa yang merupakan polimer dari glukosa (bandingkan dengan pati)