從狹義上講，糖生物學是對自然界中廣泛分布的糖類（糖鏈或聚糖）的結構、生物合成和生物學的研究。 糖或糖類是所有生物的重要組成部分，它們在生物學中發揮的各種作用的各個方面在各種醫學、生物化學和生物技術領域進行了研究。

根據牛津英語詞典，Raymond Dwek 教授于 1988 年創造了特定術語糖生物學，以識別碳水化合物化學和生物化學這兩個傳統學科的結合。 這是對聚糖的細胞和分子生物學有了更深入了解的結果。 然而，早在 19 世紀晚期，Emil Fisher 就做出了開創性的努力，以建立一些基本糖分子的結構。 每年，糖生物學會都會授予 Rosalind Kornfeld 獎，以表彰她在糖生物學領域的終身成就。

糖可以連接到其他類型的生物分子以形成糖綴合物。 糖基化的酶促過程產生通過糖苷鍵與自身和其他分子連接的糖/糖類，從而產生聚糖。 糖蛋白、蛋白多糖和糖脂是哺乳動物細胞中發現的最豐富的糖綴合物。 它們主要存在于細胞外膜和分泌液中。 由于除糖綴合物本身外，細胞表面還存在各種聚糖結合受體，因此糖綴合物已被證明在細胞間相互作用中很重要。 除了它們在蛋白質折疊和細胞附著中的功能外，蛋白質的 N-連接聚糖還可以調節蛋白質的功能，在某些情況下充當開關。

糖組學類似于基因組學和蛋白質組學，是對給定細胞類型或生物體的所有聚糖結構的系統研究，是糖生物學的一個子集。

在糖結構中看到的部分變異性是因為單糖單元可以以許多不同的方式相互耦合，這與蛋白質的氨基酸或 DNA 中的核苷酸相反，它們總是以標準方式耦合在一起。 由于缺乏用于其生物合成的直接模板，聚糖結構的研究也變得復雜，這與蛋白質的情況相反，蛋白質的氨基酸序列由其相應的基因決定。

聚糖是二級基因產物，因此是由細胞亞細胞區室中許多酶的協調作用產生的。 由于聚糖的結構可能取決于不同生物合成酶的表達、活性和可及性，因此不可能像蛋白質那樣使用重組 DNA 技術來生產大量聚糖用于結構和功能研究。

結合使用先進的分析儀器和軟件程序，可以解開聚糖結構的神秘面紗。 目前用于聚糖結構注釋和分析的技術包括液相色譜 (LC)、毛細管電泳 (CE)、質譜 (MS)、核磁共振 (NMR) 和凝集素陣列。

最廣泛使用的技術之一是質譜法，它使用三個主要單元：電離器、分析器和檢測器。

聚糖陣列，例如由 Functional Glycomics 和 Z Biotech LLC 提供的陣列，包含碳水化合物化合物，可以用凝集素或抗體篩選以確定碳水化合物特異性并識別配體。

MRM 是一種基于質譜的技術，最近被用于位點特異性糖基化分析。 盡管 MRM 已廣泛用于代謝組學和蛋白質組學，但其在寬動態范圍內的高靈敏度和線性響應使其特別適用于聚糖生物標志物的研究和發現。 MRM 在三重四極桿 (QqQ) 儀器上執行，該儀器設置為檢測xxx個四極桿中的預定母離子、碰撞四極桿中的碎片離子和第三個四極桿中的預定碎片離子。 它是一種非掃描技術，其中每個轉換都是單獨檢測的，并且多個轉換的檢測在占空比中同時發生。 該技術正用于表征免疫糖組。

已經上市的藥物，如肝素、促紅細胞生成素和一些抗流感藥物，已被證明是有效的，并突出了聚糖作為一類新型藥物的重要性。 此外，尋找新的抗癌藥物正在為糖生物學開辟新的可能性。