分解糖原的主要酶有三种，分别是糖原磷酸化酶、脱支酶和糖原合成酶的逆反应（虽然严格来说这不是一个独立的酶，但其作用机制在糖原分解中同样重要）。其中，糖原磷酸化酶是最重要的酶，它通过将无机磷酸加到糖原分子的非还原端，使糖原分子中的1,4-糖苷键断裂，从而释放出葡萄糖-1-磷酸。这个过程是可逆的，在糖原合成时，葡萄糖-1-磷酸又可以被重新加入到糖原分子中。
脱支酶则负责处理糖原分子内部的分支结构，它能够作用于1,6-糖苷键，将末端含有3个或4个葡萄糖单位的小链从主链上切下来，并将其转移到其他非还原端，形成新的1,4-糖苷键。这样就消除了由于1,6-糖苷键的存在而无法被糖原磷酸化酶直接作用的部分。通过这两个步骤的协同作用，可以有效地将储存于细胞内的大分子糖原逐步分解成小分子葡萄糖或其衍生物，供机体利用。
需要注意的是，在实际生理过程中，糖原合成与分解是由不同的信号通路调控的，并且通常不会同时发生。糖原磷酸化酶和脱支酶活性的变化受到激素如胰岛素、肾上腺素等的影响，这些激素通过改变细胞内的第二信使水平来调节这两种酶的状态，从而控制糖原代谢的方向。
