การย่อยคาร์โบไฮเดรตเริ่มต้นในช่องปากและดำเนินต่อไปในลำไส้ซึ่งสารอาหารต่าง ๆ ถูกดูดซึม จุดประสงค์ของกระบวนการนี้คือไฮโดรไลซิสของไดแซ็กคาไรด์ โอลิโกแซ็กคาไรด์ และโพลีแซ็กคาไรด์ให้เป็นโมโนแซ็กคาไรด์แต่ละตัวที่ประกอบขึ้นเป็นพวกมัน ดูดซึมโดยเยื่อบุลำไส้ สำหรับสิ่งที่ได้กล่าวไปแล้ว น้ำตาลที่นำมาใช้กับอาหาร เช่น กลูโคสและฟรุกโตส ไม่ต้องการกระบวนการย่อยอาหารใดๆ และถูกดูดซึมในลักษณะดังกล่าว โดยเฉพาะอย่างยิ่งกลูโคสถูกดูดซึมโดยการขนส่งในขณะที่ฟรุกโตสข้ามเยื่อบุลำไส้โดยการแพร่กระจายที่อำนวยความสะดวก มันตามมาว่า levulose ถูกดูดซึมได้ช้ากว่าและมีส่วนทำให้ดัชนีน้ำตาลในเลือดลดลง
แป้งเป็นส่วนประกอบสำคัญของคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนที่รับประทานในอาหารที่สมดุล ประกอบด้วยหน่วยกลูโคสจำนวนมากที่เชื่อมโยงกันในลักษณะเชิงเส้น (อะมิโลส) และกิ่ง (อะไมโลเพกติน) และส่วนใหญ่นำมาใช้ผ่านมันฝรั่ง พืชตระกูลถั่ว ซีเรียล และอนุพันธ์ เช่น พาสต้าและขนมปัง การย่อยอาหารเริ่มต้นในปากซึ่งถูกโจมตีโดย α-amylases น้ำลายซึ่งปล่อยมอลโตสและไอโซมอลโตส (ไดแซ็กคาไรด์ที่เกิดจากการรวมตัวของหน่วยกลูโคสสองหน่วยตามลำดับโดยพันธะα-1,4 และα-1,6) maltotriose (คราวนี้มีโมเลกุลกลูโคสสามโมเลกุล) และเดกซ์ทริน (กลูโคส 7-9 หน่วยพร้อมกิ่ง) ช่องปาก
กิจกรรมของ α-amylases ของน้ำลายจะหยุดในกระเพาะอาหารเนื่องจากความเป็นกรดที่บ่งบอกถึงสภาพแวดล้อมในกระเพาะอาหารการย่อยคาร์โบไฮเดรตจะกลับมาทำงานต่อและจะเสร็จสิ้นในลำไส้เล็กด้วยการทำงานร่วมกันของน้ำตับอ่อนและลำไส้ ประการแรกมี เอ็นไซม์ α-amylase คล้ายกับน้ำลาย ซึ่งเปลี่ยนแป้งเป็นมอลโทสและเดกซ์ทริน อะไมเลสของตับอ่อนไม่สามารถไฮโดรไลซ์เหล่านี้ได้และผ่านการทำงานของเอ็นไซม์พิเศษที่ทำลายผิว (α-1,6 glycosidase, α-dextrinase หรือ isomaltase) ที่มีอยู่ในเซลล์เยื่อบุผิวของลำไส้เล็ก ในระดับนี้ เราพบเอนไซม์เพิ่มเติมที่เกี่ยวข้องกับการย่อยไดแซ็กคาไรด์ ซูคราสนำไปสู่การก่อตัวของกลูโคสและฟรุกโตสโดยเริ่มจากโมเลกุลของซูโครสและจัดให้มีการไฮโดรไลซิสของมอลโตสและมอลโตทริโอสร่วมกับเอนไซม์มอลเทส ในที่สุด แลคเตสจะย่อยน้ำตาลในนมโดยแบ่งเป็นกลูโคสและกาแลคโตส (การขาดเอนไซม์นี้ ซึ่งพบได้บ่อยมากในวัยผู้ใหญ่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกลุ่มประชากรสีดำ มีส่วนทำให้เกิดการแพ้แลคโตส)
เมื่อการย่อยคาร์โบไฮเดรตเข้าไปในโมโนแซ็กคาไรด์แต่ละชนิดที่ประกอบกันเสร็จสมบูรณ์แล้ว น้ำตาลก็พร้อมที่จะถูกดูดซึม ตามที่คาดไว้ การดูดซึมนี้สามารถเกิดขึ้นได้โดยการแพร่กระจายที่อำนวยความสะดวก (ฟรุกโตส) หรือโดยการขนส่งที่ใช้งานอยู่ (กลูโคส กาแลคโตส)
ไม่ใช่คาร์โบไฮเดรตทั้งหมดที่นำมาใช้กับอาหารที่สามารถย่อยได้และแม้แต่แป้งเองโดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าดิบก็สามารถย่อยได้ยาก ผักบางชนิด เช่น พืชตระกูลถั่ว มีส่วนประกอบของโอลิโกแซ็กคาไรด์ที่ย่อยไม่ได้ (ราฟฟิโนส verbascose และ stachyose) เช่นเดียวกับใยอาหารรวมถึงเซลลูโลส การย่อยคาร์โบไฮเดรตเหล่านี้เป็นไปได้สำหรับสัตว์อื่นๆ เช่น สัตว์เคี้ยวเอื้อง และสำหรับแบคทีเรียในลำไส้ใหญ่ของเรา จุลินทรีย์เหล่านี้หมักเส้นใยอาหารที่ผลิตกรดไขมันที่มีฤทธิ์เป็นยาระบาย มีฤทธิ์ทางโภชนาการสำหรับเยื่อเมือกของลำไส้ใหญ่ และมีคุณค่าต่อสุขภาพโดยทั่วไปของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด
