糖代谢是生物体内重要的代谢过程，它涉及到糖类物质在体内的一系列化学反应，为生命活动提供能量和合成其他生物分子的原料。糖代谢途径主要包括糖的分解代谢和合成代谢，下面将详细介绍这些途径。
糖酵解是糖代谢的重要起始途径，在无氧或缺氧条件下，葡萄糖或糖原分解为丙酮酸并产生少量能量。这一过程在细胞质中进行，可分为两个阶段。第一阶段是葡萄糖的磷酸化和异构化，生成果糖 - 1,6 - 二磷酸，消耗 2 分子 ATP。第二阶段是磷酸丙糖的氧化和产能，3 - 磷酸甘油醛脱氢生成 1,3 - 二磷酸甘油酸，再经过一系列反应生成丙酮酸，同时产生 4 分子 ATP。净生成 2 分子 ATP。糖酵解对于快速提供能量非常重要，尤其是在肌肉剧烈运动时，可满足短时间内的能量需求。此外，红细胞没有线粒体，完全依赖糖酵解提供能量。
三羧酸循环是糖、脂肪和蛋白质三大营养物质氧化分解的共同途径，也是三大物质代谢联系的枢纽。丙酮酸在丙酮酸脱氢酶复合体的作用下生成乙酰 CoA，进入线粒体参与三羧酸循环。循环过程中，乙酰 CoA 与草酰乙酸缩合生成柠檬酸，然后经过一系列反应，又生成草酰乙酸，完成一次循环。每一次循环氧化 1 分子乙酰 CoA，产生 2 分子 CO₂、3 分子 NADH、1 分子 FADH₂ 和 1 分子 GTP。这些还原型辅酶通过呼吸链氧化磷酸化产生大量 ATP。三羧酸循环不仅为机体提供了大量能量，还为生物合成提供了前体物质，如氨基酸、脂肪酸等的合成原料。
磷酸戊糖途径在细胞质中进行，分为氧化阶段和非氧化阶段。氧化阶段，葡萄糖 - 6 - 磷酸在葡萄糖 - 6 - 磷酸脱氢酶等的作用下，生成 5 - 磷酸核糖和 NADPH。非氧化阶段，通过一系列基团转移反应，将 5 - 磷酸核糖转化为 6 - 磷酸果糖和 3 - 磷酸甘油醛，重新进入糖酵解途径。磷酸戊糖途径的主要生理意义在于生成 NADPH 和 5 - 磷酸核糖。NADPH 作为供氢体，参与多种生物合成反应，如脂肪酸、胆固醇的合成；还参与维持谷胱甘肽的还原性，保护细胞免受氧化损伤。5 - 磷酸核糖则是合成核酸的重要原料。
糖异生是指由非糖物质（如乳酸、甘油、生糖氨基酸等）转变为葡萄糖或糖原的过程，主要在肝脏和肾脏中进行。糖异生途径基本上是糖酵解的逆过程，但有 3 个关键酶催化的反应不可逆，需要通过其他酶绕过这 3 个“能障”。例如，丙酮酸羧化酶和磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶催化丙酮酸生成磷酸烯醇式丙酮酸。糖异生对于维持血糖水平的稳定具有重要意义。在空腹或饥饿状态下，肝脏通过糖异生作用将非糖物质转化为葡萄糖，供应大脑等重要组织的能量需求。
糖原合成是在糖原合成酶的作用下，将葡萄糖合成糖原储存起来的过程。葡萄糖先磷酸化生成葡萄糖 - 6 - 磷酸，再转变为葡萄糖 - 1 - 磷酸，然后与尿苷三磷酸（UTP）反应生成尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG），UDPG 作为葡萄糖的供体，在糖原合成酶的催化下，将葡萄糖残基加到糖原引物上，使糖原链不断延长。糖原分解则是在糖原磷酸化酶的作用下，将糖原分解为葡萄糖 - 1 - 磷酸，再转变为葡萄糖 - 6 - 磷酸，最后在葡萄糖 - 6 - 磷酸酶的作用下生成葡萄糖。糖原合成与分解的调节对于维持血糖水平和能量储备至关重要，受到多种激素的精细调控，如胰岛素促进糖原合成，胰高血糖素和肾上腺素促进糖原分解。