糖异生具有多方面重要的生理意义。首先，维持血糖水平的恒定是糖异生最为重要的生理作用。在空腹或饥饿状态下，血糖浓度会逐渐降低，此时肝糖原分解产生的葡萄糖量有限，仅能维持数小时的血糖供应。而糖异生作用可以利用非糖物质，如乳酸、甘油和生糖氨基酸等合成葡萄糖，源源不断地补充血糖，保证大脑、红细胞等主要依赖葡萄糖供能的组织器官能够获得足够的能量。例如，在禁食12 - 24小时后，糖异生所生成的葡萄糖就成为血糖的主要来源，这对于维持机体正常的生理功能和生命活动至关重要。

其次，糖异生可以补充肝糖原。虽然从葡萄糖合成糖原是糖原合成的主要途径，但在饥饿后进食时，大量的葡萄糖先合成6 - 磷酸葡萄糖，然后分解为丙酮酸、乳酸等三碳化合物，这些三碳化合物再经糖异生途径合成糖原，这是肝糖原合成的另一条重要途径，即三碳途径。通过这种方式，能够更有效地补充肝糖原储备。

再者，糖异生可以调节酸碱平衡。在剧烈运动时，肌糖原酵解产生大量乳酸，乳酸经血液运输到肝脏，通过糖异生作用转变为葡萄糖，同时也可避免乳酸堆积导致的酸中毒。此外，在长期饥饿时，肾脏的糖异生作用增强，可促进肾小管细胞分泌氨，与原尿中的H 结合，从而降低原尿H 的浓度，有利于排氢保钠，对于维持机体的酸碱平衡具有重要意义。

最后，糖异生作用有利于乳酸的再利用。在肌肉收缩（尤其是氧供应不足）时，肌糖原酵解产生大量乳酸，部分乳酸可经血液运输至肝脏，通过糖异生作用合成葡萄糖，葡萄糖再进入血液可被肌肉摄取利用，形成乳酸循环。该循环既能避免乳酸的损失，又可防止因乳酸堆积引起的酸中毒，实现了能量的再利用。