最常見的六碳單糖，又稱右旋糖。以遊離或結合的形式，廣泛存在於生物界。葡萄、無花果等甜果及蜂蜜中，遊離的葡萄糖含量較多。正常人血漿中葡萄糖含量為70～100毫克/100毫升，尿中一般不含遊離葡萄糖，糖尿病患者尿中的含量變化較大。血液或尿中遊離葡萄糖含量的測定，是臨床常規檢驗的一個項目。結合的葡萄糖主要存在於纖維素、澱粉、糖原、半纖維素等多糖中；一些寡糖如：蔗糖、麥芽糖、乳糖以及各種形式的糖苷中也含有葡萄糖。
天然的葡萄糖，，無論是遊離的或是結合的，均屬D構型，在水溶液中主要以吡喃式構形含氧環存在，為 α和β兩種構型的衡態混合物。
在常溫條件下，可以 α－D－葡萄糖的水合物（含1個水分子）形式從過飽和的水溶液中析出晶體，熔點為80℃；而在50～115℃之間析出的晶體則為無水 α-D-葡萄糖，熔點146℃。115℃以上析出的穩定形式則為β-D-葡萄糖，熔點為148～150℃。呋喃環形式的葡萄糖僅以結合狀態存在於少數天然化合物中。
D-葡萄糖具有一般醛糖的化學性質：在氧化劑作用下，生成葡萄糖酸，葡萄糖二酸或葡萄糖醛酸；在還原劑作用下，生成山梨醇；在弱堿作用下，葡萄糖可與另兩種結構相近的六碳糖──果糖和甘露糖──三者之間通過烯醇式相互轉化。葡萄糖還可與苯肼結合，生成葡萄糖脎，後者在結晶形狀和熔點方面都與其他糖脎不同，可作為鑒定葡萄糖的手段。
大多數生物具有酶系統可分解D-葡萄糖以取得能量的能力。在活細胞中，例如哺乳動物的肌肉細胞或單細胞的酵母細胞中，葡萄糖先後經過不需氧的糖酵解途徑、需氧的三羧酸循環以及生物氧化過程生成二氧化碳和水，釋放出較多的能量，以ATP（三磷酸腺苷）形式貯存起來，供生長、運動等生命活動之需。在無氧的情況下，葡萄糖僅僅被分解生成乳酸或乙醇，釋放出的能量少得多；釀酒是無氧分解的過程。工業上，用酸或酶水解淀粉制得的葡萄糖可用做食品、制酒、制藥等工業生產的原料。