De verhouding van deze elementen in koolhydraten is doorgaans 1:2:1 , wat betekent dat er voor elk koolstofatoom twee waterstofatomen en één zuurstofatoom zijn. Dit wordt weergegeven door de algemene formule (CH₂O)ₙ , waarbij 'n' het aantal herhalende eenheden vertegenwoordigt.

Deze verhouding is de reden waarom de term ‘koolhydraten’ werd bedacht:‘koolstof’ voor koolstof en ‘hydraat’ voor water (H₂O). Hoewel de verhouding 1:2:1 gebruikelijk is, zijn er enkele uitzonderingen, zoals deoxyribose (C₅H₁₀O₄), dat in DNA wordt aangetroffen.