עיכול הפחמימות מתחיל בחלל הפה וממשיך במעי, שם נספגים חומרי התזונה השונים. מטרת תהליך זה היא הידרוליזה של הדיסכרידים, האוליגוסכרידים והפוליסכרידים לתוך החד -סוכרים הבודדים המרכיבים אותם, על מנת להפוך אותם נספג ברירית המעי. לפי מה שנאמר, הסוכרים שמוצגים בתזונה, כגון גלוקוז ופרוקטוז, אינם דורשים כל תהליך עיכול ונספגים ככאלה. הגלוקוז, בפרט, נספג בתחבורה פעילה, בעוד פרוקטוז חוצה את רירית המעי על ידי דיפוזיה מקלה; מכאן נובע כי הלבולוז נספג לאט יותר וזה תורם להורדת האינדקס הגליקמי.
עמילן מהווה את החלק המכריע של פחמימות מורכבות הנלקחות בתזונה מאוזנת; הוא מורכב מיחידות גלוקוז רבות המקושרות יחדיו באופן ליניארי (עמילוז) ומסועף (עמילופקטין), ומוצגות בעיקר באמצעות תפוחי אדמה, קטניות, דגנים ונגזרות, כגון פסטה ולחם. עיכולו מתחיל בפה, שם הוא מותקף על ידי α-amylases רוק, המשחררים מלטוז ואיזומלטוז (דיסכרידים הנוצרים על ידי חיבור של שתי יחידות גלוקוז, בהתאמה מחוברות לקשר α-1,4 ו- α-1,6), maltotriose (הפעם יש שלוש מולקולות גלוקוז) ודקסטרינים (7-9 יחידות גלוקוז, בנוכחות ענף). חלל הפה.
פעילות α-amylases הרוק מפסיקה בקיבה, בשל החומציות המאפיינת את סביבת הקיבה. עיכול הפחמימות מתחדש ומסתיים במעי הדק, הודות לפעולה המשולבת של מיצי הלבלב והמעיים. ראשית, יש אנזים α-amylase הדומה לזה הרוק, שככזה הופך עמילן למלטוז ודקסטרינים. אלה אינם ניתנים להידרוליזה על ידי עמילאזות בלבלב ולעבור את פעולתם של אנזימים מפחיתים במיוחד (α-1,6 גליקוזידאז, α-דקסטרינאז או איזומלטאז) הנמצאים בתאי האפיתל של המעי הדק. ברמה זו אנו מוצאים אנזימים נוספים המעורבים בעיכול הדיסכרידים; סוכראז, למשל, מוביל להיווצרות גלוקוז ופרוקטוז החל ממולקולה של סוכרוז ומספק את הידרוליזה של מלטוז ומלטוטריוס בסינרגיה עם האנזים מלטאז; לבסוף, הלקטאז מעכל את סוכר החלב על ידי פירוקו לגלוקוז ולגלקטוז (מחסור באנזים זה, הנפוץ מאוד בבגרותו, במיוחד באוכלוסיות שחורות, אחראי לאי סבילות ללקטוז).
לאחר שהעיכול של הפחמימות למונוככרידים הבודדים המרכיבים אותן הושלם, הסוכרים מוכנים להיספג. כצפוי, ספיגה זו יכולה להתרחש על ידי דיפוזיה קלה (פרוקטוז) או על ידי הובלה פעילה (גלוקוז, גלקטוז).
לא כל הפחמימות שהוכנסו לתזונה ניתנות לעיכול ואפילו העמילן עצמו, במיוחד אם הוא גלם, יכול להיות קשה לעיכול. חלק מהירקות, כגון קטניות, מכילים, למשל, אוליגוסכרידים בלתי ניתנים לעיכול (רפינוזה, ורבסקוס וסטאכיוז). אותו דבר לגבי סיבים תזונתיים, כולל תאית. העיכול של פחמימות אלה אפשרי במקום זאת לבעלי חיים אחרים, כגון מעלי גירה, ולחיידקים הקיימים במעי הגס שלנו. מיקרואורגניזמים אלה מסיסים את הסיבים התזונתיים המייצרים חומצות שומן בעלות השפעה משלשלת, טרופית לרירית המעי הגס ויקרה לבריאות הכללית של האורגניזם כולו.
