نقش اصلی و عمده آنها به عنوان منبع انرژی است. بافت عصبی و بافت ریه فقط از کربوهیدرات به عنوان منبع انرژی می تواند استفاده کند.
انرژی حاصل از کربوهیدراتها تقریبا همیشه ثابت است و بدون توجه به منبع آن ـ نشاسته یا قند ـ یک گرم کربوهیدرات، 4 کیلو کالری انرژی تولید می کند.


کربوهیدراتها موجب حفظ پروتئینها می شوند. به این معنی که بدن برای تأمین انرژی به پروتئین غذا یا بافتهای بدن نیاز پیدا نمی کند. به این اثر، عمل صرفه جویی پروتئین گفته می شود.
 وجود کربوهیدراتها برای سوخت و ساز کامل چربیها در بدن ضروری است و همچنین این مواد بخشی از ترکیبات ساختمانی بدن را تشکیل می دهند مثل غضروف، استخوان و بافت عصبی. 
اگرچه از نظر تولید انرژی می توان پروتئین و چربی را جانشین کربوهیدرات کرد، ولی اطلاعات جدید دلالت بر این می نماید که رژیم بدون کربوهیدرات علایم ناخوشایند بسیاری را ایجاد می کند.
 شخصی که بر روی رژیمی از پروتئین و چربی باشد، ممکن است به سرعت دچار علایمی شود که در یک فرد گرسنه مشاهده می شود. این افراد سدیم زیادی از دست می دهند، قادر به جلوگیری از تجزیه پروتئین بافتها نیستند و در دومین روز استفاده از غذای بدون کربوهیدرات دچار کتوزیس (تجمع موادی که از تجزیه بیش از حد چربی حاصل می شوند) می گردند. 

در همه افرادی که از رژیم بدون کربوهیدرات استفاده می کنند، از دست دادن آب، خستگی و از دست دادن انرژی مشاهده شده است.
همه این نتایج نامطلوب با دادن کربوهیدرات برطرف می شود و این نشان می دهد که کربوهیدرات یک ماده ضروری است. 

افرادی که بر روی رژیم بدون کربوهیدرات هستند، به سرعت مانند افرادی که از گرسنگی رنج می برند، وزنشان را از دست می دهند. ولی باید متذکر شد که رژیمی که کاملاً فاقد کربوهیدرات باشد به ندرت وجود دارد و مصرف مقدار کمی از کربوهیدرات، حتی 60 گرم در رژیم مانع بروز علایم ناخوشایند فوق می گردد.