單糖：不能水解成更小分子的多羥基醛或多羥基酮叫單糖，如葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖等；

二糖：能水解成兩、三或幾個分子單糖的碳水化合物叫低聚糖，其中最重要的是二糖，如蔗糖、麥芽糖、纖維二糖、乳糖等；

多糖：水解后能產生較多個分子單糖的碳水化合物叫多糖，如淀粉、纖維素。

立體化學：在介紹單糖、二糖、多糖之前，我們先來了解立體化學，凡分子式相同，構造式也相同的分子，只是因為原子在空間排列不同而產生的異構體，稱為立體異構體；兩個分子彼此為鏡像關系（物和像的關系，彼此不能重合）的立體異構體，稱為對映異構體（旋光異構體）；凡與自身的鏡像不能重合的分子是具有手性的分子，稱為手性分子，手性分子都存在對映異構體。手性分子具有旋光性，而非手性分子則不具有旋光性，當偏振光通過某些液體物質或某些物質的溶液時，需將原來的振動平面旋轉一定角度后才能通過，即偏振光出來時將在另一個平面上振動。這種能使偏振光振動平面旋轉的物質，稱為旋光性物質。凡使偏振光左旋的稱為左旋體，使偏振光右旋的稱為右旋體。如果等量的左旋體和右旋體相混合，它們各自對偏振光的影響就相互抵消，因而對偏振光就沒有影響了，這種等量對映體的混合物稱為外消旋體。

構型的標記法：D，L標記法，利用Fischer投影式表示（+）-甘油醛一對對映體的構型時，把含碳原子的基放在豎立的方向，醛基在上邊，羥甲基在下邊，羥基在手性碳原子的右邊，氫原子在左邊，這種構型被定為D型，他的對映體則被定為L型。在既要表明構型又要標出旋光性時，則同時用D，L表示構型和（+），（-）表示旋光性。

單糖

單糖構型的確定是以甘油醛為標準。凡由D-（+）-甘油醛經過增碳反應轉變成的醛糖稱為D型，由L-（-）-甘油醛經過增碳反應轉變成的醛糖稱為L型。另外，單糖的構型還可通過與甘油醛對比來確定。即單糖分子中距羰基最遠的手性碳原子與D-（+）-甘油醛的手性碳原子構型相同時，稱為D型；與L-（-）-甘油醛構型相同時，稱為L型。

單糖中甘露糖、葡萄糖、半乳糖、果糖的開鏈式結構見下圖：

實際上單糖是以五或六元環狀半縮醛的形式存在，主要以δ-氧環式存在，即δ-碳原子（C5）上的羥基與醛基作用生成了環狀半縮醛。葡萄糖、果糖由開鏈式到氧環式的演變過程見下圖：

對比開鏈式和環氧式可以看出，環氧式比開鏈式多一個手性碳原子，所以有兩種異構體存在，這個手性碳原子（半縮醛的碳原子）叫苷原子，它所連接的羥基（半縮醛的羥基）叫苷羥基。其中苷羥基與C5上的羥甲基處在環的異側者叫α-D-（+）-葡萄糖，處于同側者叫β-D-（+）-葡萄糖。

又如，D-（-）-果糖也具有開鏈式和環氧式結構，在水溶液中，開鏈式和環氧式處于動態平衡，游離的D-（-）-果糖具有δ-環氧式結構，稱為D-（-）-吡喃果糖。而蔗糖的果糖則是γ-環氧式結構，稱為D-（-）-呋喃果糖。

單糖的化學性質：氧化、還原、脎的生苷的生成、醚的生成、酯的生成。其中還原糖與氨基化合物（如蛋白質、肽、胺、氨和氨基酸）會發生Maillard反應。

在美拉德反應中，參與反應的糖可以是雙糖、五碳糖和六碳糖。參與反應的雙糖有乳糖、麥芽糖、纖維二糖； 五碳糖有木糖、核糖和阿拉伯糖； 六碳糖有葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖等。反應的速度為五碳糖> 己醛糖 > 己酮糖 > 雙糖。

二糖

二糖是一個單糖分子中的苷羥基和另一個單糖分子中的苷羥基或醇羥基之間脫水后的縮合物。最常見的二糖有蔗糖、麥芽糖、乳糖等。

蔗糖是一分子葡萄糖和一分子果糖的縮水產物。蔗糖是由葡萄糖和果糖的羥苷基之間縮水而成的二糖。故其分子中沒有苷羥基，蔗糖不是還原糖，不會與氨基化合物發生Maillard反應。其結構式見下圖：

β-D-呋喃果糖基-α-D-吡喃葡萄糖苷（蔗糖）

乳糖是一分子吡喃半乳糖的苷羥基與另一分子葡萄糖C4上的羥基縮水而成，由于葡萄糖還存在苷羥基，故有α-和β-兩種異頭物，故乳糖分為α-乳糖和β-乳糖。由于其為還原糖，故其會與氨基化合物發生Maillard反應。具體結構式見下圖。

4-O-β-D-吡喃半乳糖基-α-D-葡萄糖（α-乳糖）

4-O-β-D-吡喃半乳糖基-β-D-葡萄糖（β-乳糖）

麥芽糖是一分子葡萄糖的苷羥基與另一分子葡萄糖C4上的羥基縮水而成，由于另一分子葡萄糖還存在苷羥基（其相連的苷羥基稱為α-1，4苷鍵），故有α-和β-兩種異頭物，由于其為還原糖，故其會與氨基化合物發生Maillard反應。其具體結構式見下圖。

4-O-α-D-吡喃葡萄糖基-β-D-吡喃葡萄糖（麥芽糖）

4-O-α-D-吡喃葡萄糖基-α-D-吡喃葡萄糖（麥芽糖）

異麥芽糖是兩個D-（+）-葡萄糖單位通過α-1，6-苷鍵鏈接而成。

纖維二糖是一分子葡萄糖的苷羥基與另一分子葡萄糖C4上的羥基縮水而成，由于另一分子葡萄糖還存在苷羥基（其相連的苷羥基稱為β-1，4苷鍵），由于其為還原糖，故其會與氨基化合物發生Maillard反應。其具體結構式見下圖。

4-O-β-D-吡喃葡萄糖基-β-D-吡喃葡萄糖（β-纖維二糖）

多糖

淀粉水解得到麥芽糖和異麥芽糖，水解的最終產物是D-（+）-葡萄糖。其分為直鏈淀粉和支鏈淀粉，直鏈淀粉是葡萄糖單位通過α-1，4苷鍵連接而成；支鏈淀粉是葡萄糖單位通過α-1，4苷鍵及α-1，6苷鍵連接而成。雖然淀粉分子的末端含有苷羥基，但因相對分子質量很大，其還原性極不顯著。

纖維素水解得到纖維二糖，纖維素是葡萄糖單位通過β-1，4苷鍵連接而成。雖然纖維素分子的末端含有苷羥基，但因相對分子質量很大，其還原性極不顯著。