1克碳水化合物可以产生约4千卡（4000卡路里）的热量。碳水化合物是机体三大产能物质之一，此外还有蛋白质、脂肪也可以产生热量，1克蛋白质可产生约4千卡的热量，而1克脂肪可产生约9千卡的热量。
自然食物中通常含多种营养素，其中包括三大产能营养素，故通常所说的食物的热量通常由这三大产能营养素产生的。尤其是碳水化合物，它是机体活动能量的最主要来源。
碳水化合物（carbohydrate）是由碳、氢和氧三种元素组成，自然界存在最多、具有广谱化学结构和生物功能的有机化合物。可用通式Cx(H2O)y来表示。由于它所含的氢氧的比例为二比一，和水一样，故称为碳水化合物。它可以为人体提供热能。
食物中的碳水化合物分成两类：人可以吸收利用的有效碳水化合物和人不能消化的无效碳水化合物。糖类化合物是一切生物体维持生命活动所需能量的主要来源。它不仅是营养物质，而且有些还具有特殊的生理活性。
碳水化合物是生命细胞结构的主要成分及主要供能物质，并且有调节细胞活动的重要功能。机体中碳水化合物的存在形式主要有三种，葡萄糖、糖原和含糖的复合物。碳水化合物的生理功能与其摄入食物的碳水化合物种类和在机体内存在的形式有关。
膳食碳水化合物是人类获取能量的最经济和最主要的来源，能够提供和储存热能。碳水化合物是构成机体组织的重要物质，维持大脑功能必须的能源并参与细胞的组成和多种活动；此外还有调节脂肪代谢、提供膳食纤维、节约蛋白质、抗生酮、解毒和增强肠道功能的作用。
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