Węglowodany są związkami szeroko rozpowszechnionymi zarówno w świecie roślin, jak i zwierząt, gdzie pełnią szereg ważnych funkcji. Mogą być i są wykorzystywane jako źródło energii dla organizmów, szczególne znaczenie mają tu cukry proste (choćby glukoza). Związki te stanowią również materiał zapasowy, zarówno dla roślin (skrobia), jak i dla zwierząt (glikogen). Stanowią wreszcie materiał budulcowy zarówno w świecie roślin (celuloza ścian komórkowych), grzybów (chityna - składnik ścian komórkowych), jak i niektórych zwierząt (chityna pancerzyków stawonogów)Monocukry są integralnymi składnikami kwasów nukleinowych - ryboza kwasu rybonukleinowego, dezoksyryboza - dezoksyrybonukleinowego. Wreszcie ryboza wchodzi w skład związków wysokoenergetycznych, takich jak ATP (kwas adenozynotrójfosforowy), czy GTP (kwas guano- zynodwufosforowy).