Гликемия управляется несколькими физиологическими процессами. Уровень глюкозы колеблется к более высоким уровням после приема пищи, из-за желудочного и кишечного поглощения легко-усваиваемых углеводов (низкой молекулярной массы) из пищи или путём расщепления из других продуктов питания, таких как крахмалы (полисахариды). Уровень глюкозы понижается в результате катаболизма, особенно при повышении температуры, при физической нагрузке, стрессе.

Избыток глюкозы преобразовывается в гликоген или в триглицериды для аккумулирования энергии. Глюкоза — самый важный источник метаболической энергии для большинства клеток, особенно для некоторых клеток (например, нейроны и эритроциты), которые почти полностью зависят от уровня глюкозы. Мозг требует довольно устойчивой гликемии, чтобы функционировать. Концентрация глюкозы в крови человека менее 3 ммоль/л или более, чем 30 ммоль/л могут привести к бессознательному состоянию, судорогам и коме.

При ряде заболеваний и некоторых состояниях концентрация глюкозы в крови может или повышаться (сахарный диабет)— это состояние называется гипергликемия, или снижаться (неверно подобранная доза инсулина при сахарном диабете, строгая диета, большие физические нагрузки) — это называется гипогликемия.