單糖可由三種不同的特征片段來分類：羰基的位置；分子內的碳原子數以及其手性構型。如果羰基在碳鏈末端分子屬醛類，則單糖稱：醛糖；若羰基在碳鏈中間分子屬酮類,則單糖稱為：酮糖。含有三個碳原子的單糖稱為：丙糖；四個碳原子的稱為丁糖；五個稱為戊糖；六個稱為己糖，以此類推。
除在糖分子碳鏈第一個與最末端的碳原子，每個碳原子都帶有一個羥基（-OH）并具有不對稱性，使它們的手性中心可以是R或S兩種構型。因為這種不對稱性，一個確定的糖的分子式可以多種異構體存在。例如：醛糖D-葡萄糖具有分子式(C·H2O)6，其中有六個碳原子是具有手性的，因此D-葡萄糖是2 = 16個可能的立體異構體中的一個。又例如：甘油醛是一種丙醛糖，有一種可能的立體異構體，同時也是對映體和差向異構體。1,3-二羥基丙酮，醛糖丙醛糖所對應的酮糖分子，是一種沒有手性中心的對稱分子。D或L構型由離羰基最遠的不對稱碳原子的取向所決定：標準的費歇爾投影式里，若羥基在右側則分子為D型糖，左側則為L型糖。這里要注意：“D-”和“L-”前綴不可與“d-”和“l-”相混淆，后者指的是偏振光在糖分子平面下的旋轉。“d-”和“l-”在糖化學中現已不太使用。