Koolhidrate is organiese verbindings wat 'n belangrike rol in lewende organismes speel. Hulle het die algemene formule (CH2O)n, waarvan ook hul benaming - "hidrate van koolstof" - afgelei is. Die eenvoudigste koolhidrate is suikers wat uit vyf (pentoses) of ses (heksoses) koolstofatome kan bestaan. Hierdie suikermolekule kom gewoonlik as ringe voor en staan bekend as monosakkariede, soos byvoorbeeld glukose en fruktose. Verbindings van twee molekule word disakkariede genoem; tafelsuiker of sukrose (met een glukose- en een fruktose-eenheid per molekuul) is die bekendste voorbeeld. Kettings van tussen drie en ses monosakkariede word oligosakkariede genoem, terwyl langketting-polimere van suikermolekule as polisakkariede bekend staan. Polisakkariede speel 'n belangrike rol as verbindings wat energie kan stoor, soos byvoorbeeld stysel in plante en glikogeen in diere. Ander polisakkariede is strukturele molekule soos byvoorbeeld sellulose (wat in die wande van plantselle voorkom) en chitien (wat in die selwande van fungi en in die eksoskelette van baie ongewerwelde diere aangetref word). Koolhidrate kom - naas vette en proteïene - ook in menslike voedsel voor en maak 60% van die gemiddelde totale dieet uit.