La conversión de glucosa a glucógeno y viceversa está catalizada por diferentes enzimas. La fosforilasa es responsable de la liberación de la glucosa-1-fosfato a partir del glucógeno. La reacción está estimulada por las hormonas adrenalina y glucagón. La glucosa-1-fosfato es transformada por la hexoquinasa en glucosa-6-fosfato, que puede ser metabolizada o convertida en glucosa libre incorporándose en el torrente sanguíneo. La captación de glucosa por parte de las células se activa por la insulina. La glucosa, antes de ser utilizada, se transforma de nuevo en glucosa-6-fosfato, que, o bien se metaboliza, o se convierte en el hígado y los músculos, en glucosa-uridina-difosfato. Esta última forma de glucosa se transfiere al glucógeno en una reacción catalizada por la glucógeno sintetasa y estimulada por insulina. Las hormonas corticales (de la corteza adrenal), hipofisarias (de la pituitaria o hipófisis), así como la tiroxina, están también implicadas en el control del metabolismo de los carbohidratos.
La reacción química por la cual algunos vegetales, como las levaduras, utilizan el azúcar (véase fermentación), es muy similar a la que se realiza en el cuerpo humano. Las levaduras contienen una mezcla de doce enzimas conocidas en conjunto como zimasa. La mayoría de estas enzimas, incluyendo la hexoquinasa, son idénticas a las que intervienen en el metabolismo humano de la glucosa. La diferencia principal se encuentra al final de la cadena de reacciones: un producto de la descomposición de la glucosa, llamado ácido pirúvico, se convierte en el organismo en ácido láctico, mientras que en las levaduras se transforma en alcohol etílico.
