La principale funzione dei carboidrati è quella energetica, a riposo, ma anche e soprattutto durante l’esercizio; l'energia proveniente dalla fosforilazione ossidativa del glucosio e della sua componente di deposito viene utilizzata per la contrazione muscolare e le altre funzioni biologiche. Quando le scorte di glicogeno sono sature l'eccesso di zuccheri viene immagazzinato sotto forma di grassi determinando un aumento della massa grassa.
Funzione di risparmio delle proteine. In condizioni di deplezione delle scorte di glicogeno (digiuno, attività fisica prolungata) la gluconeogenesi avviene a partire da aminoacidi o glicerolo derivante dal catabolismo degli acidi grassi; la conseguenza è una riduzione della massa magra (temporanea e reversibile) e un sovraccarico renale (residui azotati).
Substrato energetico per il SNC. Il glucosio è l'unico substrato energetico utilizzabile dal SNC; in casi limite (restrizione marcata, diabete non controllato) ci può essere un adattamento metabolico che consente di usare corpi chetonici derivanti dal metabolismo lipidico; sintomi clinici dell'ipoglicemia sono infatti di tipo centrale.