葡萄糖是运动时肌肉的主要能量来源，其作用主要体现在快速供能、延缓疲劳、促进恢复三个方面。运动过程中葡萄糖通过有氧氧化和无氧酵解两种途径为机体供能，具体作用包括维持血糖稳定、补充肌糖原储备、提高运动表现、减少蛋白质分解、调节中枢神经系统功能。
葡萄糖通过血液循环直接为运动肌肉提供能量，尤其在中等强度运动中占能量消耗的60%-80%。当运动强度达到最大摄氧量65%以上时，肌肉对血糖的摄取量可增加至安静时的7-10倍。这种即时供能特性使葡萄糖成为短时间高强度运动的关键燃料，如短跑、举重等爆发性运动。
持续运动30分钟后，肌糖原逐渐耗竭会导致运动能力下降。此时血糖作为替代能源可延缓疲劳发生，长跑、足球等耐力运动中补充含糖饮料能使运动时间延长30%-50%。葡萄糖通过维持中枢神经系统功能，还能减少主观疲劳感，这对持续2小时以上的耐力运动尤为重要。
运动后30分钟内补充葡萄糖能加速肌糖原再合成，恢复速率比延迟补充快300%。每公斤体重摄入1-1.2克葡萄糖可使肌糖原储备在24小时内完全恢复。这种糖原超量恢复现象对需要连续比赛的项目如网球、篮球等具有实际意义。
充足的葡萄糖供应能减少运动时蛋白质分解供能的比例。当血糖水平低于3.9mmol/L时，肌肉蛋白分解量增加40%，而适量补糖可使蛋白质分解减少25%-30%。这对需要保持肌肉量的力量型运动员尤为重要。
大脑仅能利用葡萄糖供能，运动时血糖下降会导致注意力下降、反应迟钝。补糖可使认知功能维持正常水平，这对需要复杂技战术配合的运动如篮球、冰球等至关重要。研究显示补糖运动员的决策正确率比未补糖者高15%-20%。
运动前后科学补充葡萄糖需注意时机与剂量。运动前1小时可补充低升糖指数食物如燕麦，运动中每15-20分钟补充含6%-8%葡萄糖的饮料150-200ml，运动后优先选择高升糖指数食物如香蕉搭配蛋白质。不同运动类型对葡萄糖需求存在差异，耐力运动每小时需30-60克，高强度间歇训练需15-30克。长期运动人群应注意通过全谷物、薯类等食物维持日常糖原储备，避免精制糖过量摄入引发的胰岛素抵抗问题。
