碳水化合物是由碳、氢、氧所组成的有机化合物。葡萄糖、蔗糖、淀粉和纤维素等都属于碳水化合物。食物中的碳水化合物分成两类：一类是动物可以吸收利用的有效碳水化合物，如单糖、双糖、多糖，另外一类是动物不能消化的无效碳水化合物，如膳食纤维。由于猫犬可以自身合成血糖，因此碳水化合物对于猫犬而言不是必需的。宠物粮食中含有碳水化合物，是为了猫犬可从中摄取能量和膳食纤维素。
碳水化合物对猫犬身体各部分运作起着不同作用。它可以维持猫犬的血糖水平；单糖被脑、神经组织和红细胞利用后，可以提供能量；膳食纤维吸附水分，增大食物体积，优化吸收速度，保持消化健康。但猫犬如果过量食用碳水化合物会影响粪便质量。
碳水化合物一般可以被分为四类：
可吸收碳水化合物：这种碳水化合物可以立刻被身体利用；葡萄糖是最常见的碳水化合物单位，但是通常葡萄糖表现为更为复杂的碳水化合物的组成部分，而这些碳水化合物只能由酶降解。
可消化碳水化合物：主要是淀粉，大部分都来自于植物；可由酶分解成可被吸收的碳水化合物。
可发酵碳水化合物：在内脏中被细菌利用，可以被分解成身体可以利用的形式；如果它被肠道有益菌运用，则可被分类为益生元，果胶就是一个例子。
不可发酵碳水化合物：最常见的是纤维。这一类的碳水化合物经过体内而不被消化，却可以增大肠道内物质的体积。
