Về mặt khoa học, đường liên quan đến một số carbohydrate, chẳng hạn như monosacarit, disacarit hoặc oligosacarit. Monosacarit còn được gọi là "đường đơn", quan trọng nhất là glucose. Hầu hết các monosacarit có công thức là C
nH
2nO
n với n từ 3 đến 7 (deoxyribose là một ngoại lệ). Glucose có công thức phân tử C
6H
12O
6. Tên của các loại đường điển hình kết thúc bằng - ose, như trong " glucose " và " fructose ". Đôi khi những từ như vậy cũng có thể đề cập đến bất kỳ loại carbohydrate hòa tan trong nước. Các mono- và disacarit mạch vòng có chứa nhóm aldehyd hoặc nhóm xeton. Các liên kết đôi carbon-oxy (C=O) là trung tâm phản ứng. Tất cả các sacarit có nhiều vòng trong cấu trúc của chúng là kết quả của hai hoặc nhiều monosacarit được nối với nhau bằng liên kết glycosid với sự mất đi một phân tử nước (H
2O) trong mỗi liên kết.[53]

Monosacarit ở dạng chuỗi kín có thể hình thành liên kết glycosid với các monosacarit khác, tạo ra disacarit (như sucrose) và polysacarit (như tinh bột). Enzyme phải thủy phân hoặc phá vỡ các liên kết glycosid này trước khi các hợp chất đó được chuyển hóa. Sau khi tiêu hóa và hấp thu các monosacarit chính có trong máu và các mô bên trong bao gồm glucose, fructose và galactose. Nhiều pentose và hexoses có thể tạo thành cấu trúc vòng. Trong các dạng chuỗi kín này, nhóm aldehyd hoặc ketone vẫn không tự do, vì vậy nhiều phản ứng điển hình của các nhóm này không thể xảy ra. Glucose trong dung dịch tồn tại chủ yếu ở dạng vòng ở trạng thái cân bằng, với ít hơn 0,1% các phân tử ở dạng chuỗi mở.[53]

Polyme tự nhiên

Biopolyme của đường là phổ biến trong tự nhiên. Thông qua quá trình quang hợp, thực vật tạo ra glyceraldehyd-3-phosphate (G3P), một loại đường 3-bon được phosphat hóa được sử dụng để tạo ra các monosacarit như glucose (C
6H
12O
6) hoặc (như trong mía và củ cải đường) sucrose (C
12H
22O
11). Monosacarit có thể được chuyển đổi thành các polysacarit cấu trúc như cellulose và pectin để xây dựng thành tế bào hoặc dự trữ năng lượng dưới dạng polysacarit lưu trữ như tinh bột hoặc inulin. Tinh bột, bao gồm hai loại polymer khác nhau của glucose, là một dạng năng lượng hóa học dễ phân hủy được lưu trữ bởi các tế bào và có thể được chuyển đổi thành các loại năng lượng khác.[53] Một polymer khác của glucose là cellulose, là một chuỗi tuyến tính bao gồm vài trăm hoặc hàng nghìn đơn vị glucose. Nó được thực vật sử dụng như một thành phần cấu trúc trong thành tế bào của chúng. Con người chỉ có thể tiêu hóa cellulose ở một mức độ rất hạn chế, mặc dù động vật nhai lại có thể làm như vậy với sự trợ giúp của vi khuẩn cộng sinh trong ruột của chúng.[54] DNA và RNA được xây dựng từ các monosacarit deoxyribose và ribose, tương ứng. Deoxyribose có công thức C
5H
10O
4 và ribose có công thức C
5H
10O
5.[55]

Tính dễ cháy và phản ứng nhiệt

Do đường dễ cháy khi tiếp xúc với ngọn lửa, nên việc xử lý đường có nguy cơ nổ bụi. Nguy cơ nổ cao hơn khi đường đã được nghiền thành kết cấu siêu mịn, chẳng hạn như để sử dụng trong kẹo cao su.[56] Vụ nổ nhà máy đường Georgia năm 2008, khiến 14 người thiệt mạng và 40 người bị thương, và phá hủy hầu hết các nhà máy tinh chế đường, là do sự đánh lửa của bụi đường.

Trong sử dụng ẩm thực của nó, đường tiếp xúc với nhiệt tạo ra caramen. Khi quá trình xảy ra, các hóa chất dễ bay hơi như diacetyl được giải phóng, tạo ra hương vị caramel đặc trưng.