砂糖（単純炭水化物）の代謝は、エネルギーを使用し生産する多くの細胞プロセスの典型的な例である。 生物は糖を主要なエネルギー源として消費するが、これは糖分子がその結合の中に大量のエネルギーを蓄えているからである。 単糖であるグルコースの分解は、次の式で表されます：
消費される炭水化物は、植物などの光合成を行う生物に由来します（図）。 光合成では、植物は太陽光のエネルギーを使って炭酸ガス（CO2）をグルコース（C6H12O6）のような糖の分子に変換する。 この過程では、より大きなエネルギーを蓄える分子を合成するため、その進行にはエネルギーの投入が必要である。 グルコースの合成は次の式で表されます（前の式の逆であることに注意してください）：
光合成の化学反応では、ATP（アデノシン三リン酸）という非常にエネルギーの高い分子の形でエネルギーが供給されますが、これはすべての細胞の主要なエネルギー通貨となります。 ドルが商品を買うための通貨として使われるのと同じように、細胞はATPの分子をエネルギー通貨として使い、即座に仕事をこなす。 糖（グルコース）は、デンプンやグリコーゲンとして貯蔵される。 これらのようなエネルギーを貯蔵するポリマーは、ATPの分子を供給するためにグルコースに分解される。
光合成の反応中にグルコースの分子を合成するためには、太陽エネルギーが必要である。 光合成では、まず太陽からの光エネルギーが化学エネルギーに変換され、エネルギー運搬分子であるATPとNADPH（ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸）に一時的に貯蔵される。 ATPとNADPHに蓄えられたエネルギーは、その後、光合成によって6分子の二酸化炭素から1分子のブドウ糖を作るために使われる。 この過程は、朝、朝食を食べて、その日のうちに使えるエネルギーを体に取り込むことに似ている。 理想的な条件下では、光合成の反応で1分子のグルコースを合成するために、18分子のATPのエネルギーが必要とされる。 グルコース分子はまた、他の種類の糖と結合し、変換することができます。 糖が消費されると、グルコース分子は最終的に生物の各生体細胞に入り込む。 細胞内では、複雑な化学反応を経て、それぞれの糖の分子が分解される。 この反応の目的は、糖の分子内に蓄積されたエネルギーを回収することである。 収穫されたエネルギーは、高エネルギーのATP分子を作るために使われ、細胞内の多くの化学反応の動力となり、仕事を行うことができる。 6分子の二酸化炭素から1分子のグルコースを作るのに必要なエネルギー量は、18分子のATPと12分子のNADPH（それぞれがエネルギー的に3分子のATPに相当）、つまり合計54分子相当がグルコース1分子の合成に必要なのである。
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