单糖，是碳水化合物的最基本形式。它们包含单个糖分子，如葡萄糖。葡萄糖，果糖和半乳糖是食物中的主要单糖，其中最重要的是葡萄糖，因为葡萄糖是人体首选的能源。葡萄糖也可在各种甜食中找到，但在商业上使用时，葡萄糖往往来自玉米。果糖是水果中的糖，是蜂蜜中的主要糖，而半乳糖是牛奶和甜菜中天然存在的不那么甜的糖。应该注意的是，许多食物，例如食糖，蜂蜜，枫糖浆和高果糖玉米糖浆都包含多种简单糖。
化学上，大多数单糖用一个单一的化学式表示：Cx(H₂O)y。符号C代表碳，x代表碳原子数。这些糖通常包含三到七个碳。例如，葡萄糖含有六个碳原子。
这些分子类似于一条碳原子链，氢和氧在不同点从任一侧分支出来，因此每个分子都类似于屋顶电视天线。这些分子还具有变化数量的氢和氧原子，如符号y所示，但氢的数量始终是氧的两倍。例如，果糖具有化学式C₆H₁₂O₆。单糖通常为晶体形式，水溶性，并且颜色为透明或白色。
在几乎所有含糖和含糖食品中，葡萄糖，果糖和半乳糖都以不同的组合存在，因为这些糖的组合会产生二糖和多糖。二糖也被认为是单糖，由两种糖组成，多糖(也称为复合糖或淀粉)包含三种或更多种糖。
牛奶中的糖，乳糖，是葡萄糖和半乳糖的二糖。例如，蔗糖或食用糖是与果糖结合的葡萄糖的二糖。土豆，玉米和其他淀粉含有多糖。这些通常包含葡萄糖的聚合物，或彼此结合的葡萄糖分子链。
然而，以最简单的形式，单糖可以通过吃水果，乳制品或其他二糖食物(如蜂蜜)来食用。此外，用于加工食品的甜味剂通常包含葡萄糖，果糖或两者的组合，尽管果糖比葡萄糖甜大约75%，因此，以高果糖玉米糖浆的形式在商业上使用时便宜。
所有单糖都被迅速吸收到血液中，因此比消化较慢的复杂碳水化合物要快得多。因此，它们是日常营养的重要组成部分，尤其是在早晨或运动后血糖水平最低的第一件事。但是，营养专家建议通过自然产生的营养来源(例如水果和纯酸奶)而不是从含糖加工食品中获取这些糖。