Trehaloza je neobičan disaharid — spoj koji se sastoji od dva šećera; šećeri u trehalozi su oboje glukoza. Škrob je također disaharid glukoze, ali za razliku od škroba, jedinice glukoze u trehalozi su kombinirane u alfa vezu, što je neobična vrsta kemijske veze. To čini ovaj spoj nereduciranim i izvanredno stabilnim na visoke temperature i kisele uvjete, svojstva netipična za većinu šećera. Djeluje i kao antioksidans. Trehaloza je otprilike upola slađa od glukoze i razgrađuje se do glukoze pomoću enzima trehalaze.
Primarna funkcija za koju je trehaloza poznata u biologiji je zaštita organizama koji sadrže velike količine nje od ekstremnih temperatura i isušivanja. Trehaloza je izvorno identificirana iz gljivične infekcije na raži, a prvo je izolirana iz tvari koju proizvode žižaci. Nalazi se u životinjama, biljkama, bakterijama i gljivama.
Trehaloza je vrlo učinkovita u zadržavanju vode, a smatra se da to svojstvo omogućuje određenim organizmima da prežive isušivanje ili isušivanje. Ovo svojstvo je poznato kao anhidrobioza. Ličinke morskih majmuna, na primjer, sposobne su naizgled čudesno oživjeti nakon dodavanja vode. Smatra se da se to događa jer je trehaloza djelovala kao gel i održavala trodimenzionalnu strukturu lipidnih i proteinskih struktura stanice okružujući ih tijekom cijelog perioda sušenja i dok su životinje rehidrirane, omogućujući im da zadrže svoju unutarnju 3-D struktura. Smatra se da slična situacija postoji i za uskrsnuću mahovinu Selaginella.
Samo vrlo mala količina ljudske prehrane uključuje trehalozu, a ono što ljudi jedu dobiva se prvenstveno iz gljiva. Malom postotku populacije nedostaje sposobnost stvaranja enzima trehalaze, pa stoga ne može razgraditi trehalozu. Ti ljudi se mogu razboljeti nakon što jedu određene gljive kao što je Shitake koje sadrže trehalozu. Ovo stanje je rjeđe od intolerancije na laktozu.
Stabilnost, blaga slatkoća i sposobnost zadržavanja vode trehaloze čine je privlačnom za razne komercijalne primjene u prehrambenoj, kozmetičkoj i farmaceutskoj industriji. Koristi se kao konzervans za hranu i za smanjenje oštrih okusa i mirisa. Koristi se kao hidratantna krema u kozmetici, te u istraživanjima za stabilizaciju proteina i lipida. Također se koristi za zaštitu organa za transplantaciju.
Postoji interes potrošača za trehalozu kao alternativu šećeru kao zaslađivaču. Ne podiže razinu šećera u krvi toliko kao šećer i smatra se prirodnijim od sintetičkih alternativa, pa je privlačan dijabetičarima. Trehaloza je također pokazala obećanje u modelnim sustavima za liječenje neurodegenerativnih bolesti kao što su Alzheimerova i Huntingtonova bolest.