Trzecią, podstawową grupą naturalnych związków organicznych są węglowodany, inaczej zwane cukrami lub sacharydami.
Nazwa „węglowodany” wywodzi się stąd, że we wzorze sumarycznym liczba atomów wodoru jest dwukrotnie większa od liczby atomów tlenu, tak jak ma to miejsce w cząsteczkach wody.
Wzór ogólny większości cukrów można zapisać w postaci:
