糖原分解主要受胰高血糖素、肾上腺素和胰岛素等激素的调控，这些激素相互协作，共同维持血糖水平的稳定。
胰高血糖素是一种由胰岛α细胞分泌的激素，当血糖水平降低时，胰高血糖素分泌增加。它主要作用于肝脏，通过与肝细胞表面的特异性受体结合，激活腺苷酸环化酶，使细胞内的ATP转化为环磷酸腺苷（cAMP）。cAMP作为第二信使，进一步激活蛋白激酶A（PKA）。PKA可以使磷酸化酶b激酶磷酸化而被激活，激活后的磷酸化酶b激酶又能使磷酸化酶b磷酸化转变为有活性的磷酸化酶a，从而促进糖原分解为葡萄糖-1-磷酸，最终生成葡萄糖释放入血，以升高血糖水平。
肾上腺素是由肾上腺髓质分泌的激素，在应激状态下，如剧烈运动、恐惧等，肾上腺素分泌增多。它既可以作用于肝脏，也可以作用于肌肉。在肝脏中，其作用机制与胰高血糖素类似，通过cAMP-PKA途径促进糖原分解。在肌肉中，由于肌肉缺乏葡萄糖-6-磷酸酶，肌肉糖原分解生成的葡萄糖-6-磷酸不能转变为葡萄糖，而是进入糖酵解途径，为肌肉收缩提供能量。
胰岛素是由胰岛β细胞分泌的激素，与胰高血糖素和肾上腺素的作用相反。当血糖水平升高时，胰岛素分泌增加。它可以通过激活磷酸二酯酶，加速cAMP的分解，使细胞内cAMP水平降低，从而抑制蛋白激酶A的活性，使糖原合成酶活性增强，磷酸化酶活性降低，抑制糖原分解，促进糖原合成，降低血糖水平。
除了上述三种主要激素外，糖皮质激素也可以影响糖原分解。它能促进蛋白质分解，生成的氨基酸可以在肝脏中进行糖异生，间接影响糖原的代谢。甲状腺激素可以提高靶细胞对儿茶酚胺的敏感性，增强肾上腺素和胰高血糖素对糖原分解的促进作用。这些激素相互协调、相互制约，共同调节糖原分解过程，以维持血糖水平的动态平衡。如果激素调节失衡，可能会导致血糖异常，引发糖尿病、低血糖症等疾病。
