Cukry to związki zawierające w cząsteczkach grupy wodorotlenowe (hydroksylowe) obok grup aldehydowych lub ketonowych. Są to więc aldehydoalkohole lub ketoalkohole wielowodorotlenowe.
Najprostszym związkiem, od którego można "wyprowadzić" cukry, jest hydroksypropanal, czyli aldehyd hydroksyoctowy.
Zwykle jednak, za najprostszy "aldehydocukier" (aldozę) uważa się aldehyd glicerynowy (2,3-dihydroksypropanal), a za najprostszy "ketocukier" (ketozę) - dihydroksyaceton (1,3-dihydroksypropanon). Poniższe schematy przedstawiają zależności pomiędzy budową cząsteczek typowych cukrów prostych o trzech do sześciu atomach węgla w cząsteczce. Schematy przedstawiają budowę form łańcuchowych narysowanych w tzw. konwencji Fischera - końce łańcucha węglowego są domyślnie skierowane za płaszczyznę rysunku, a wszystkie atomy i grupy boczne - przed płaszczyznę.
Cukry proste (tzw. monosacharydy) posiadają w cząsteczkach tylko jeden łańcuch atomów węgla. W rzeczywistości, cząsteczki cukrów prostych mają budowę pierścieniową - grupa aldehydowa lub ketonowa łączy się z jednym z pozostałych atomów węgla. Formy łańcuchowe, których budowę najłatwiej analizować, występują w śladowych ilościach w roztworach cukrów, w równowadze z formami pierścieniowymi. Wielocukry zawierają w cząsteczkach wiele połączonych ze sobą "podjednostek" - fragmentów cząsteczek cukrów prostych.
Symbol "D" w nazwach cukrów oznacza jeden z izomerów optycznych, w którego cząsteczce grupa OH połączona z "drugim od dołu" atomem węgla znajduje się po prawej stronie łańcucha węglowego ("dekstrus" - prawy). Każdy izomer D ma swojego odpowiednika - izomer L, którego cząsteczki są lustrzanymi odbiciami cząsteczek D.
Związek pomiędzy budową formy liniowej, a budową formy pierścieniowej glukozy i fruktozy przedstawia poniższy schemat.
Pierścieniowa cząsteczka glukozy nie jest płaska lecz tworzy tzw. konformację łódkową:
