Węglowodany stanowią liczną grupę związków organicznych, które podzielić można na cukry proste (monosacharydy niehydrolizujące) oraz cukry złożone (disacharydy, oligosacharydy i polisacharydy hydrolizujące).
Pod względem chemicznym monosacharydy to polihydroksyaldehydy (aldozy) lub polihydroksyketony (ketozy). Biorąc pod uwagę liczbę atomów węgla w cząsteczce, monosacharydy sątriozami (3), tetrozami (4), pentozami (5) lub heksozami (6).
Do aldoz zawierających 5 atomów węgla w cząsteczce zalicza się np. D-rybozę, jak i 2-deoksy-D-rybozę.
Do aldoz zawierających 6 atomów węgla w cząsteczce zalicza się np. D-glukozę, D-mannozę i D-galaktozę.
Przykładem ketozy zawierającej 6 atomów węgla w cząsteczce jest D-fruktoza.
Poniższe wzory przedstawiają formy łańcuchowe, jak i cykliczne tych monosacharydów.
Formy łańcuchowe są trwałe w środowisku silnie zasadowym i silnie kwaśnym, a w środowisku obojętnym trwałe są formy cykliczne. Formy te mogą tworzyć się począwszy od pentoz. Zamknięcie pierścienia następuje w wyniku utworzenia wiązania hemiacetalowego lub hemiketalowego. Ponieważ wśród tworów cyklicznych najtrwalsze są pierścienie pięcio- i sześcioczłonowe, takie też tworzą się w wyniku powyższych reakcji między odpowiednimi grupami funkcyjnymi monosacharydów.
Ponieważ zamknięcie łańcucha spowodowało pojawienie się nowego centrum asymetrii (C-1 dla aldoz, C-2 dla ketoz), to istnieją 2 nowe diastereoizomery zwane anomerami. Anomer α posiada grupę –OH przy tzw. anomerycznym atomie węgla skierowaną w dół, a anomer β – w górę. Anomery mogą przechodzić w siebie nawzajem poprzez formę łańcuchową:
czemu towarzyszy zmiana kąta skręcania płaszczyzny światłas polaryzowanego. Zjawisko to nosi nazwę mutarotacji.