分类 单糖根据其羰基所在位置分为2类。羰基在分子末端的为醛糖；羰基在其他位置的称酮糖。又可根据所含碳原子的数目分为丙糖、丁糖、戊糖、己糖和庚糖。
结构 几乎全部天然存在的单糖都没有支链，其每个碳原子连接一个羟基或一个衍生的功能基。单糖至少含有一个手性（不对称）碳原子，只有二羟基丙酮例外；所以一般单糖皆有旋光活性，其立体异构体数目为2n，n为手性碳原子的数目。单糖的构型以前缀D-或L-表示。D-系糖是D-甘油醛的衍生物。构型与旋光性（用 或-表示）无关。开链结构不能反映单糖的全部性质。实际上，戊糖和多于5个碳原子的单糖分子中，仅有一小部分以这种方式存在。以己糖为例，分子中的羰基与第5个碳原子上的羟基生成半缩醛或半缩酮，使分子成为含氧的环。如此形成的五元环称呋喃。所形成的六元环称吡喃。习惯上用投影式表示单糖的环形结构：糖环为一平面，其朝向读者的一面划上粗线，取代基则垂直于糖平面，呋喃环实际上接近平面而吡喃环略皱起，又可表现为船式和椅式两种构像。椅式构像更接近真实，它最稳定。在形成半缩醛（或半缩酮）的过程中，羰基碳成为一个新的手性碳原子，因而又形成α和β两种异构体。在D系糖环状结构中，新手性碳原子C1如放在糖环的右边，其上的羟基在糖环平面之下为α式，在平面之上为β式。在溶液中，α和β异构体与开链式结构达到平衡。
性质 单糖都有甜味，其化学性质是由于分子中的功能基（酮基、醛基和醇基），其中最重要的是还原性。单糖都是还原糖，测定单糖浓度（如血糖）的方法常利用其还原性。
重要的单糖 目前已知的天然单糖超过百种，可以游离形式或结合形式存在。特别重要的单糖是戊糖和己糖。
葡萄糖（glucose） 是最重要的动物单糖，也是最丰富的天然有机化合物。在许多甜果、蜜和血中有游离形式的葡萄糖，它也是许多寡糖和多糖的组分。葡萄糖是一种己醛糖；用于复合词中简称葡糖。在工业上，用酸或酶水解土豆或玉米淀粉来制造葡萄糖。从葡萄糖经不同形式的发酵可生成酒精，乳酸、醋酸或柠檬酸。葡萄糖用作营养剂或调味剂。
果糖（fructose） 是一种最普通和最甜的己酮糖，和葡萄糖与蔗糖共同存在于许多甜果和蜜中。果糖是精液中主要的糖，也是许多寡糖和多糖的成分。菊粉是大理菊、菊苣和其他菊科植物根中的多糖。工业上用酸或酶水解菊粉制造果糖。果糖在医药上或食品工业中用作增甜剂。
半乳糖（galactose） 一种已醛糖。天然半乳糖可以D式或L式存在，在动物界广泛分布，是乳糖、脑苷脂和神经节苷脂等的成分。
重要的单糖衍生物
糖的磷酸化合物 所有活细胞中都有单糖的磷酸衍生物，它们是糖代谢的重要中间产物。有代表性的是己糖C1与C6上的羟基与磷酸构成的酯。
氨基糖（amino sugar）又 称糖胺。是单糖的一个羟基被氨基取代所构成的化合物。广泛分布于天然多糖中的是葡糖胺（glucosamine）和半乳糖胺（galactosamine）。重要的糖胺还有乙酰葡糖胺、胞壁酸、乙酰胞壁酸和唾液酸等。
糖醛酸（alduroic acid） 醛糖中距醛基最远的羟基被氧化成羧基而成的糖酸。天然存在的糖醛酸有D-葡萄糖，D-甘露糖和D-半乳糖衍生的3种己糖醛酸，它们分别是动物、植物和微生物多糖的重要组分，其中只有半乳糖醛酸可以游离状态存在于植物果实中。在动物体内，D-葡糖醛酸有解毒的功能。能和D-葡糖醛酸结合的配糖基种类很多，一般都是小分子化合物，包括酚类、芳香酸、脂肪酸、芳香烃等。通常配糖基与D-葡糖醛酸保持1∶1的比例，很少有例外。结合部位主要在肝脏。
脱氧糖 单糖的羟基被氢取代所构成的化合物。如D-2-脱氧核糖为DNA的成分；L-岩藻糖为一些糖蛋白的成分，它是L-6-脱氧半乳糖。
核苷二磷酸糖（nucleoside diphosphate sugar）单糖与核苷二磷酸末端磷酸基用糖苷键连结构成的化合物。其中被活化的糖基参与许多代谢反应，特别是寡糖和多糖的生物合成。截至目前，研究过的天然核苷二磷酸糖已有百多种，如核苷二磷酸葡糖就有UDP-葡糖、ADP-葡糖、CDP-葡糖、GDP-葡糖、TDP-葡糖等5种。尿苷二磷酸葡糖（uridine diphosphate glucose，UDPG）可作核苷二磷酸糖的代表。
