Sel-sel di dalam tubuh manusia sebagian besar membutuhkan glukosa untuk berfungsi dengan baik. Dengan metabolisme glukosa, tubuh secara teknis mampu memasok sel-sel dengan bahan bakar yang sangat dibutuhkan. Metabolisme glukosa adalah proses yang umumnya mengubah glukosa menjadi energi untuk pemanfaatan sel. Energi ini sebagian besar dalam bentuk adenosin trifosfat (ATP). Glikolisis adalah istilah yang umum digunakan untuk pemecahan glukosa menjadi energi untuk penggunaan sel.
Tubuh biasanya memperoleh glukosa dari karbohidrat. Banyak makanan yang kaya karbohidrat memiliki kandungan pati dan gula yang tinggi. Mereka kebanyakan termasuk kentang, pasta, roti, sereal, nasi, dan permen. Setelah makan, metabolisme karbohidrat secara teknis terjadi di saluran pencernaan di mana mereka diubah menjadi glukosa dan diserap dalam darah. Ketika kadar glukosa dalam darah meningkat, pankreas, yang merupakan bagian dari sistem endokrin, biasanya dirangsang untuk melepaskan hormon insulin.
Insulin umumnya berfungsi untuk mempertahankan kadar normal glukosa dalam darah dengan mengangkut glukosa ke dalam sel. Metabolisme glukosa biasanya kemudian terjadi untuk menyediakan bahan bakar untuk sebagian besar jaringan dan otot di dalam tubuh, termasuk otot jantung karena mereka biasanya membutuhkan energi terus-menerus untuk melakukan fungsi normalnya. Ketika pasokan glukosa melebihi kebutuhan tubuh, mereka sering disimpan di dalam hati dan otot dalam bentuk glikogen untuk digunakan di masa depan. Kelebihan glukosa juga sering diubah menjadi asam lemak dan sebagian besar disimpan sebagai lemak tubuh.
Kadar glukosa darah terkadang turun setelah aktivitas fisik dan di antara waktu makan. Sel-sel di pankreas sering merespons kadar glukosa yang rendah dalam darah dengan memproduksi hormon glukagon. Glukagon umumnya berfungsi untuk meningkatkan kadar glukosa darah pada saat suplai rendah.
Melalui proses glikogenolisis, glukagon secara teknis mengubah glikogen yang disimpan di hati dan otot menjadi glukosa. Selama periode puasa dan kelaparan, glukagon sebagian besar merangsang hati untuk mengubah sumber non-karbohidrat menjadi glukosa untuk penggunaan sel untuk mencegah kadar glukosa yang sangat rendah dalam darah. Contoh sumber nonkarbohidrat di dalam tubuh adalah gliserol, asam amino, laktat, dan piruvat.
Setiap defek pada sekresi dan fungsi insulin umumnya menyebabkan perkembangan diabetes mellitus (DM). Pada DM, metabolisme glukosa biasanya kacau, seringkali menimbulkan peningkatan kadar glukosa dalam darah. Gejala diabetes termasuk sering lapar, haus, dan buang air kecil. Tes glukosa darah puasa biasanya menunjukkan peningkatan kadar glukosa dalam darah bahkan setelah berjam-jam berpuasa.