Digestija ugljikohidrata počinje u usnoj šupljini i nastavlja se u crijevo, gdje se razna hranjiva apsorbiraju. Svrha ovog procesa je hidroliza disaharida, oligosaharida i polisaharida u pojedinim monosaharidima koji ih stvaraju, kako bi ih se apsorbirala putem crijevne sluznice. Kao što je spomenuto, šećeri uneseni s prehranom, kao što su glukoza i fruktoza, ne zahtijevaju probavni proces i apsorbiraju se kao takvi. Glukoza se posebno apsorbira aktivnim transportom, dok fruktoza prolazi kroz crijevnu sluznicu olakšanom difuzijom; iz toga slijedi da se levuloza apsorbira sporije i to doprinosi snižavanju glikemijskog indeksa.
Škrob je dominantan dio složenih ugljikohidrata koji se uzimaju u uravnoteženoj prehrani; sastavljena je od mnogih jedinica glukoze međusobno povezanih na linearan način (amiloza) i razgranatog (amilopektin), te se uvodi uglavnom kroz krumpir, mahunarke, žitarice i derivate, kao što su tjestenina i kruh. Njegova probava počinje u ustima, gdje je napadnuta salivarnim a-amilazama, koje oslobađaju maltozu i izomaltozu (disaharidi nastali povezivanjem dviju jedinica glukoze, ujedinjeni α-1, 4 i α-1, 6 vezama), maltotrioze (ovaj put postoje tri molekule glukoze) i dekstrina (7-9 jedinica glukoze, uz prisutnost grananja). Na razini usta, probava ugljikohidrata je u svakom slučaju ograničena, s obzirom na ograničeno vrijeme koje hrana ostaje u usnoj šupljini.
Aktivnost salivarnih a-amilaza zaustavlja se u želucu zbog kiselosti koja karakterizira želučano okruženje. Obnova ugljikohidrata se nastavlja i završava u tankom crijevu, zahvaljujući kombiniranom djelovanju pankreasnih i crijevnih sokova. U prvom je prisutan enzim a-amilaze analogan enzimu za slinu, koji kao takav pretvara škrob u maltozu i dekstrine. One se ne mogu hidrolizirati amilazama pankreasa i podvrgnuti djelovanju specifičnih enzima za raskidanje (a-1, 6 glikozidaze, a-dekstrinaze ili izomaltaze) prisutnih u epitelnim stanicama tankog crijeva. Na toj razini nalazimo dodatne enzime uključene u probavu disaharida; sukraza, na primjer, dovodi do stvaranja glukoze i fruktoze počevši od molekule saharoze i osigurava hidrolizu maltoze i maltotrioze u sinergiji s enzimom maltazom; konačno, laktaza probavlja mliječni šećer razbijanjem na glukozu i galaktozu (nedostatak ovog enzima, vrlo čest u odrasloj dobi, osobito u populaciji boja, odgovoran je za nepodnošenje laktoze).
Kada je razgradnja ugljikohidrata u pojedinačnim monosaharidima koji ih čine završena, šećeri su spremni za apsorpciju. Kao što se i očekivalo, ta se apsorpcija može postići olakšanom difuzijom (fruktoza) ili aktivnim transportom (glukoza, galaktoza).
Nisu svi ugljikohidrati uvedeni u prehrani probavljivi, pa čak i sam škrob, pogotovo ako je sirov, teško je probaviti. Neka povrća, kao što su mahunarke, sadrže na primjer neprobavljive oligosaharide (rafinozu, verbaskozu i stachiosio). Isto vrijedi i za dijetalna vlakna, uključujući celulozu. Digestija ovih ugljikohidrata je umjesto toga moguća za druge životinje, poput preživača, i za bakterije prisutne u našem debelom crijevu. Ti mikroorganizmi fermentiraju dijetalna vlakna koja proizvode masne kiseline s laksativnim učinkom, trofične za sluznicu debelog crijeva i dragocjene za opće zdravlje cijelog organizma.
