Kohlenhydrate sind organische oder kohlenstoffhaltige Verbindungen mit der Summenformel CH2O, dh die Summenformel eines Kohlenhydrats ist ein Vielfaches dieser einfachen Formel. Cellulose ist ein Kohlenhydrat und ein wichtiger Bestandteil der pflanzlichen Zellwände.
Cellulose ist ein Polysaccharid, das heißt, es ist ein Polymer, das aus Zuckeruntereinheiten besteht. Cellulosefasern werden aus Ketten von Glucosemolekülen gebildet, die Hunderte oder sogar Tausende von Einheiten lang sein können. Diese Ketten oder Fasern bilden die zähe Matrix, die der Pflanzenzellwand Festigkeit und strukturelle Verstärkung verleiht.
Wie Cellulose ist auch Stärke ein Polymer von Glucosemolekülen. Die Unterschiede zwischen den beiden erklären jedoch, warum Cellulose viel stärker ist – und damit ein besserer Bestandteil für die Zellwände. In Stärke haben alle Glucosemoleküle die gleiche Orientierung, während in Cellulose jede Glucose-Untereinheit in Bezug auf ihre Nachbarn "umgedreht" ist. Folglich schafft die Struktur von Cellulose – im Gegensatz zu der von Stärke – Möglichkeiten für benachbarte Ketten, Wasserstoffbrücken miteinander zu bilden. Diese Wasserstoffbrücken halten Ketten wie die Stränge eines Nylonseils zusammen und bilden eine zähe, elastische Faser.
Baumwolle und Papier bestehen aus Zellulose, und Holz besteht größtenteils (wenn auch nicht vollständig) aus Zellulose. Laut Kimballs Biology Pages ist Cellulose wahrscheinlich das am häufigsten vorkommende Makromolekül, das von lebenden Organismen hergestellt wird.