在肝脏、肾脏和肠上皮细胞中，甘油、乳酸和某些氨基酸等非糖物质转变为糖元或葡萄糖的过程称为糖元异生作用。
肝脏是进行糖异生的主要器官，糖异生作用是饥饿时从非糖类物质供给糖的途径，此时肝外组织脂肪动员增加，肌肉组织蛋白质分解加强，它们的分解产物进入肝脏，通过糖元异生作用，就能维持饥饿时的血糖浓度；肌肉激烈运动产生的大量乳酸进入肝脏经糖元异生作用转变为糖元或葡萄糖，不仅能节约糖而且可防止乳酸积聚影响机体的酸碱平衡；由于某些氨基酸脱氨基产生的酮酸可通过糖元异生作用转变为糖，因此糖异生作用，也有利于氨基酸的分解代谢。