Los monosacáridos procedentes de la digestión, principalmente glucosa, son llevados por la sangre a todas las células del organismo, donde se emplean como combustible para la respiración celular y para la síntesis de otras moléculas (ribosa, desoxirribosa, aminoácidos, etc.).
Conforme la sangre pasa a través del hígado, se almacena en él bajo forma de glucógeno (glucogénesis ), el cual se vuelve a convertir en glucosa (glucogenólisis) que es vertida a la sangre a medida que es demandada por las células. Esta función del hígado recibe el nombre de función glucogénica-glucémica, que está controlada por la hormona insulina.
En los vegetales, los monosacáridos sintetizados de manera autótrofa se almacenan en forma de almidón. A veces, el anabolismo heterótrofo de los carbohidratos parte de moléculas orgánicas más sencillas que los monosacáridos, concretamente a partir del ácido pirúvico, la glicerina, diversos aminoácidos y todos los catabolitos del ciclo de Krebs. El proceso recibe el nombre de gluconeogénesis.