生物界所利用的自由能，最根本的来源是太阳光能。生物界合成糖的主要途径是光合作用和糖异生。

光合作用是生物界中规模最大的有机合成过程，通过光合作用使太阳能转变为化学能贮存于糖类中。

糖异生作用是由非糖前体（如丙酮酸、草酰乙酸等）合成葡萄糖的过程。这一过程可通过糖酵解的逆过程完成，但糖异生途径又非糖酵解的简单逆转。

葡萄糖只有转变为活化形式，才能合成寡糖和多糖。尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG）、腺苷二磷酸葡萄糖（ADPG）和鸟苷二磷酸葡萄糖（GDPG）都是葡萄糖的活化形式，它们分别在寡糖和多糖的生物合成中作为葡萄糖的供体。

淀粉是植物界普遍存在的贮存多糖，谷类、豆类和薯类等粮食中含有大量淀粉。在高等动物的肌肉和肝中，贮存这动物淀粉—糖原。淀粉和糖原虽然在结构上复杂程度不同，但它们的生物合成基本机制是相似的。

与动物和大部分异样微生物不同，植物可以进行光合作用，光合产物蔗糖、淀粉的合成与糖的分解起始代谢糖酵解之间的调节，对于植物糖代谢来说十分重要。