En términos de estructura, la diferencia entre D-glucosa y L-glucosa se refiere a la posición del anión OH en el último carbono asimétrico de la molécula de glucosa. En D-glucosa, OH (grupo hidroxilo) está situado a la derecha del átomo de carbono, mientras que en L-glucosa, el OH está situado a la izquierda.
Las designaciones D y L se extienden a familias de azúcares. Provienen de dos formas diferentes de un carbono asimétrico que se encuentra en el gliceraldehído, una forma de azúcar de tres carbonos de la cual se derivan la glucosa y muchos otros azúcares. En D-gliceraldehído, el grupo hidroxilo de los átomos está situado a la derecha, mientras que en L-glucosa, el grupo hidroxilo está orientado a la izquierda. Todos los azúcares derivados del D-gliceraldehído son azúcares D, incluida la D-glucosa, y también la L-glucosa se deriva del L-gliceraldehído.
El significado de esta diferencia radica en su forma. A diferencia de las proyecciones bidimensionales de Fischer que simplemente parecen imágenes de espejos planas, en realidad las sustancias tienen una forma diferente, uno de los medios que utilizan las enzimas para reconocer los sustratos. En consecuencia, las enzimas y, por extensión, los sistemas biológicos, solo reconocerán y reaccionarán a la forma D de los azúcares en prácticamente todos los casos. Es por eso que la L-glucosa rara vez entra en la discusión de la biología.
