W żywieniu człowieka węglowodany stanowią najważniejszy składnik energetyczny. Zgodnie z zaleceniami żywieniowymi ich udział w pokrywaniu potrzeb energetycznych powinien wynosić 55—60%. Nie jest to norma w ścisłym znaczeniu tego słowa. W racji pokarmowej wegetarian udział węglowodanów jest z reguły wyższy.
Glukoza i niektóre inne cukry mogą być syntetyzowane w ustroju. Niemniej całkowite wyeliminowanie węglowodanów z pożywienia prowadzi do poważnych zaburzeń np. w postaci utraty kationów, a szczególnie sodu, odwodnienia i innych zmian. Dostarczenie ok. 100 g węglowodanów dziennie stanowi ilość niezbędną dla uniknięcia niepożądanych następstw metabolicznych.
Ustrój nie jest w stanie gromadzić większej ilości węglowodanów. W postaci glikogenu (odpowiednik zwierzęcy roślinnych cukrów złożonych) są one magazynowane w wątrobie i mięśniach. Zapasy glikogenu wynoszą ok. 450 g, a więc jest to ilość wystarczająca na pokrycie potrzeb energetycznych związanych ze spoczynkową (p.p.m,) przemianą materii u dorosłego człowieka w ciągu doby (przy założeniu, iż całość energii p.p.m. pochodzi z węglowodanów).
Węglowodany stanowią pod wieloma względami najbardziej dogodny dla ustroju substrat energetyczny.
Najlepiej poznana jest rola glukozy w zaspokajaniu potrzeb energetycznych komórek ośrodkowego układu nerwowego. Nad regulacją stężenia glukozy we krwi czuwa szereg precyzyjnych mechanizmów fizjologicznych.
Węglowodany stanowią również materiał budulcowy dla tworzenia elementów strukturalnych komórek lub substancji biologicznie czynnych (np. aminocukry, kwas galakturonowy i inne). Taką rolę mogą spełniać zarówno węglowodany dostarczane z pożywieniem jak i syntetyzowane w organizmie.
Współczesna medycyna ostrzega, że szczególnie w krajach o wysokim dochodzie na głowę mieszkańca, zachodzą niekorzystne zmiany w kierunku spożycia węglowodanów rafinowanych, głównie cukru i słodyczy w miejsce skrobi. Co gorsza znaczący procent węglowodanów złożonych zastępowany jest przez tłuszcze pochodzenia zwierzęcego. Dieta wegetariańska wolna jest od tego zagrożenia.