Kolhydrater är organiska eller kolinnehållande föreningar med den empiriska formeln CH2O, vilket betyder att molekylformeln för ett kolhydrat är en multipel av denna enkla formel. Cellulosa är ett kolhydrat och en nyckelkomponent i växtcellväggarna.
Cellulosa är en polysackarid, vilket betyder att det är en polymer som består av sockerunderenheter. Cellulosafibrer bildas av kedjor av glukosmolekyler som kan vara hundratals eller till och med tusentals enheter långa. Dessa kedjor eller fibrer utgör den tuffa matrisen som ger styrka och strukturell förstärkning för växtcellväggen.
Liksom cellulosa är stärkelse också en polymer av glukosmolekyler. Skillnaderna mellan de två tjänar dock till att förklara varför cellulosa är mycket starkare - och därmed en bättre komponent för cellväggar. I stärkelse har alla glukosmolekyler samma orientering, medan i cellulosa "vänds" varje glukosunderenhet med avseende på sina grannar. Följaktligen skapar cellulosastrukturen - till skillnad från stärkelse - möjligheter för intilliggande kedjor att bilda vätebindningar med varandra. Dessa vätebindningar håller kedjor ihop som trådarna i ett nylonrep, vilket ger en tålig fjädrande fiber.
Bomull och papper är gjorda av cellulosa och trä består till stor del (men inte helt) av cellulosa. Enligt Kimballs biologisidor är cellulosa förmodligen den vanligaste makromolekylen som tillverkas av levande organismer.