Смилането на въглехидратите започва в устната кухина и продължава в червата, където се усвояват различните хранителни вещества. Целта на този процес е хидролизата на дизахариди, олигозахариди и полизахариди в единичните монозахариди, които ги образуват, за да могат да се абсорбират от чревната лигавица. Както бе споменато, захарите, въведени с храната, като глюкоза и фруктоза, не изискват никакъв храносмилателен процес и се абсорбират като такива. Глюкозата, по-специално, се абсорбира от активния транспорт, докато фруктозата преминава през чревната лигавица чрез улеснена дифузия; от това следва, че левулозата се абсорбира по-бавно и това допринася за понижаване на гликемичния индекс.
Нишестето е преобладаващата част от сложните въглехидрати, приети в балансирана диета; Състои се от много глюкозни единици, свързани заедно по линеен (амилозен) и разклонен (амилопектин) начин, и се въвежда главно чрез картофи, бобови растения, зърнени култури и производни продукти, като макаронени изделия и хляб. Неговото смилане започва в устата, където се атакува от слюнчени α-амилази, които отделят малтоза и изомалтоза (дизахариди, състоящи се от свързването на две глюкозни единици, свързани съответно с α-1, 4 и α-1, 6 връзки), малтотриоза (този път молекулите на глюкозата са три) и декстрин (7-9 единици глюкоза, с наличието на разклоняване). На нивото на устата, храносмилането на въглехидратите във всеки случай е ограничено, предвид ограниченото време на престой на храната в устната кухина.
Активността на слюнчените а-амилази спира в стомаха, поради киселинността, която характеризира стомашната среда. Смилането на въглехидратите се възобновява и завършва в тънките черва, благодарение на комбинираното действие на панкреатични и чревни сокове. В първия има а-амилазен ензим, подобен на този на слюнката, който превръща нишестето в малтоза и декстрини. Те не могат да бъдат хидролизирани чрез панкреатични амилази и да претърпят действието на специфични нарушаващи ензими (α-1, 6 гликозидаза, α-декстриназа или изомалтаза), присъстващи в епителните клетки на тънките черва. На това ниво намираме допълнителни ензими, участващи в усвояването на дизахариди; сукраза, например, води до образуване на глюкоза и фруктоза от молекула захароза и осигурява хидролиза на малтоза и малтотриоза в синергия с ензима малтаза; накрая, лактазата разгражда млечната захар, като я разделя на глюкоза и галактоза (дефицитът на този ензим, много често в зряла възраст, особено при черните популации, е отговорен за непоносимост към лактоза).
След приключване на усвояването на въглехидратите в отделните монозахариди, които ги образуват, захарите са готови да се абсорбират. Както се очаква, такава абсорбция може да се получи чрез улеснена дифузия (фруктоза) или чрез активен транспорт (глюкоза, галактоза).
Не всички въглехидрати, въведени с диетата, са смилаеми и дори самото нишесте, особено ако е сурово, може да бъде трудно за храносмилане. Някои зеленчуци, като например бобови растения, съдържат, например, несмилаеми олигозахариди (рафиноза, вербаскоза и стахиоза). Подобен аргумент за диетичните фибри, включително целулозата. Вместо това усвояването на тези въглехидрати е възможно за други животни, като преживни животни, и за бактериите, присъстващи в дебелото черво. Тези микроорганизми ферментират диетичните фибри, като произвеждат мастни киселини с слабително действие, трофични за лигавицата на дебелото черво и ценни за общото здраве на целия организъм.
