根据水解情况，将糖类分为单糖、低聚糖和多糖三大类。

（一）单糖

单糖是指不能再水解的糖。根据它们分子中含有醛基或酮基可分为醛糖和酮糖，或按其分子中所含碳原子数目分为丙糖（三碳糖）、丁糖（四碳糖）、戊糖（五碳糖）、己糖（六碳糖）、庚糖（七碳糖）等。最简单的单糖是丙糖，如甘油醛和二羟基丙酮。自然界中存在的单糖主要是含有五个碳原子的戊糖（如核糖、脱氧核糖）及含有六个碳原子的己糖（如葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖等）。谷物中的单糖多为含有五个或六个碳原子的糖。

（二）低聚糖

低聚糖又叫寡糖，是由2～10个单糖分子缩合而成的聚合物，彼此以糖苷键连接，水解后产生单糖。根据分子中含有的单糖数目的不同，可将低聚糖分为二糖（也叫双糖）、三糖、四糖等。自然界中的低聚糖主要以二糖分布最为普遍，如麦芽糖、蔗糖、纤维二糖、乳糖等。根据分子中含有的单糖种类，还可以将低聚糖分为同聚低聚糖和异聚低聚糖两类。同聚低聚糖是由相同的单糖组成；异聚低聚糖是由不同的单糖组成。

（三）多糖

由许多单糖分子失水缩合而成的大分子聚合物。组成多糖的基本单位是单糖，许多单糖以糖苷键连接形成多糖。多糖可分为同聚多糖和杂聚多糖两类。由同一种单糖缩合形成的多糖称为同聚多糖（或均一多糖），如淀粉、纤维素、糖原等都是由许多葡萄糖组成的。由两种以上单糖或其衍生物缩合形成的多糖称为杂聚多糖（或不均一多糖），如半纤维素、果胶等。自然界中存在的重要多糖有淀粉、纤维素、糖原等。

在生物体内，有些糖类可以与非糖物质共价结合形成复合体（复合多糖），如糖类与蛋白质结合形成的糖蛋白，糖类与脂类结合形成的糖脂等。有些糖类在生物体内还可以转变为相应的衍生物，如糖酸、糖胺等。