糖脂是以糖苷（共價）鍵連接碳水化合物的脂類。它們的作用是維持細胞膜的穩定性和促進細胞識別，這對免疫反應和使細胞相互連接形成組織的連接至關重要。糖脂存在于所有真核細胞膜的表面，它們從磷脂雙分子層延伸到細胞外環境。

糖脂的基本特征是存在一個與脂質分子結合的單糖或寡糖。細胞膜中最常見的脂質是甘油脂和鞘氨醇脂，它們分別有甘油或鞘氨醇的骨架。脂肪酸與該骨架相連，因此，脂質作為一個整體有一個極性的頭和一個非極性的尾。細胞膜的脂質雙層由兩層脂質組成，膜的內表面和外表面由極性頭基組成，而膜的內部由非極性脂肪酸尾部組成。附著在細胞外部極性頭基上的糖類是糖脂的配體成分，同樣具有極性，使它們能夠溶于細胞周圍的水環境。脂質和糖類通過糖苷鍵形成一個糖共軛物，這是一個共價鍵。糖的異構碳與脂質骨架上的一個自由羥基結合。這些糖的結構根據它們所結合的分子的結構而變化。

被稱為糖基轉移酶的酶將糖與脂質分子連接起來，還在組裝正確的寡糖方面發揮作用，以便激活細胞上正確的受體，該受體對細胞表面的糖脂的存在作出反應。糖脂在高爾基體中被組裝起來，并嵌入到一個囊泡的表面，然后被運送到細胞膜上。囊泡與細胞膜合并，從而使糖脂可以呈現在細胞的外表面。

糖苷水解酶催化糖苷鍵的斷裂。它們被用來在糖類被添加到脂質上后修改糖類的寡糖結構。它們還可以從糖脂中去除糖類，使其變回未修飾的脂質。

鞘氨醇脂病是一組疾病，與沒有被正確降解的鞘氨醇脂的積累有關，通常是由于一種糖類水解酶的缺陷。鞘磷脂病通常是遺傳性的，其影響取決于哪種酶受到影響，以及損害的程度。一個明顯的例子是尼曼-皮克病，該病可引起疼痛和對神經網絡的損害，通常在嬰兒早期是致命的。

糖脂在體內的主要功能是作為細胞-細胞相互作用的識別部位。糖脂的糖分會與鄰近細胞的特定互補碳水化合物或凝集素（碳水化合物結合蛋白）結合。這些細胞表面標志物的相互作用是細胞識別的基礎，并啟動細胞反應，有助于調節、生長和凋亡等活動。

糖脂如何在體內發揮作用的一個例子是白細胞和內皮細胞在炎癥期間的相互作用。選擇素是在白細胞和內皮細胞表面發現的一類凝集素，它與附著在糖脂上的碳水化合物結合，啟動免疫反應。這種結合導致白細胞離開血液循環并聚集在炎癥部位附近。這是最初的結合機制，隨后是整合素的表達，形成更強的結合，使白細胞向炎癥部位遷移。糖脂還負責其他反應，特別是病毒對宿主細胞的識別。

血型是一個例子，說明細胞膜上的糖脂如何調解細胞與周圍環境的相互作用。四種主要的人類血型（A型、B型、AB型、O型）是由附著在紅細胞表面的特定糖脂上的寡糖決定的，它起到抗原的作用。未經修飾的抗原，稱為H抗原，是O型的特征，并存在于所有血型的紅細胞上。A型血有一個N-乙酰半乳糖胺作為主要的決定性結構，B型有一個半乳糖，而AB型則有這三種抗原。個人血液中不存在的抗原將引起抗體的產生，抗體將與外來的糖脂結合。