Koolhydraten zijn een essentiële samenstelling van al het organische leven op deze planeet. Zowel planten als dieren gebruiken koolhydraten als primaire energiebron, die het lichaam op het meest basale niveau houdt. Koolhydraten voorzien ook in andere behoeften door te helpen bij het synthetiseren van andere chemicaliën en structuur te geven aan cellen in het lichaam.
Energiebron

Zowel planten als dieren gebruiken koolhydraten als energiebron die essentieel is voor het uitvoeren van normale functies zoals groei, beweging en metabolisme. Koolhydraten slaan energie op in de vorm van zetmeel dat, afhankelijk van het type koolhydraat, eenvoudige of complexe suikers levert. Complexe suikers, bekend als polysachariden, geven een constante toevoer van energie, terwijl eenvoudiger suikers, monosachariden en disachariden een snellere schok geven voordat ze oplossen. Dieren ontvangen deze zetmelen via voedsel, vooral die gemaakt van planten zoals granen en brood. Planten produceren hun eigen koolhydraten door middel van fotosynthese en gebruiken de energie die wordt geabsorbeerd uit licht om koolstofdioxide en water te combineren tot complexere organische moleculen.
Biochemische synthese

De verwerking van koolhydraten heeft als neveneffect dat het helpt bij de verwerking van andere chemicaliën die in het lichaam aanwezig zijn. Terwijl koolhydraten afbreken, geven ze koolstofatomen af. Deze dienen als grondstof voor een groot deel van de biochemie van een organisme, omdat de koolstof zich vervolgens kan verbinden met andere chemicaliën in het lichaam. De complexe polysacharidestructuur van sommige koolhydraten, die enige tijd nodig heeft om te verwerken, helpt dus om over een langere periode koolstofatomen te leveren, waardoor de functies regelmatig kunnen worden voortgezet.
Structurele functie

Verschillende koolhydraten, in het bijzonder die in de vorm van polysachariden dragen bij tot de opbouw van een cellulaire structuur. Vooral in planten creëert cellulose een stevige wand rond de plantencellen, waardoor de plant zijn structuur krijgt; koolhydraatmetabolisme geeft chemicaliën vrij die deze structuur helpen versterken. Omdat planten geen skelet of andere dragende vorm hebben, bieden deze celwanden het raamwerk waarmee planten kunnen staan en zich uitstrekken. In zekere zin is het de verwerking van koolhydraten die ervoor zorgen dat planten niet omvallen of plat op de grond liggen.
Andere functies

Naast de primaire functies van koolhydraten vervullen verschillende polysacchariden andere functies in het organische leven . Heparine, een complexe koolhydraat, wordt vaak gebruikt als een injecteerbaar anticoagulans, waarbij de afbraak van de suikers helpt om bloedstolsels te voorkomen. Koolhydraten dienen ook als antigenen, stoffen die de vorming van antilichamen voor het immuunsysteem activeren. Andere koolhydraten leveren hormonen, zoals folliculair stimulerend hormoon (FSH), dat helpt bij de ovulatie, en glycoproteïne, dat helpt bij cel-cel interactie zoals die tussen antigenen en antilichamen.