I carboidrati sono composti organici o contenenti carbonio con la formula empirica CH2O, il che significa che la formula molecolare di un carboidrato è un multiplo di questa semplice formula. La cellulosa è un carboidrato e un componente chiave delle pareti cellulari delle piante.
La cellulosa è un polisaccaride, il che significa che è un polimero costituito da subunità di zucchero. Le fibre di cellulosa sono formate da catene di molecole di glucosio che possono essere lunghe centinaia o addirittura migliaia di unità. Queste catene o fibre compongono la matrice resistente che fornisce forza e rinforzo strutturale per la parete cellulare della pianta.
Come la cellulosa, anche l'amido è un polimero di molecole di glucosio. Le differenze tra i due, tuttavia, servono a spiegare perché la cellulosa è molto più forte e quindi un componente migliore per le pareti cellulari. Nell'amido, tutte le molecole di glucosio hanno lo stesso orientamento, mentre nella cellulosa ogni subunità di glucosio è "capovolta" rispetto alle sue vicine. Di conseguenza, la struttura della cellulosa, a differenza di quella dell'amido, crea opportunità per le catene adiacenti di formare legami idrogeno tra loro. Questi legami a idrogeno tengono insieme le catene come i fili di una corda di nylon, creando una fibra resistente e resiliente.
Il cotone e la carta sono fatti di cellulosa e il legno è composto in gran parte (anche se non interamente) di cellulosa. Secondo le pagine di biologia di Kimball, la cellulosa è probabilmente la macromolecola più abbondante prodotta dagli organismi viventi.