机体任何形式的运动都以三磷酸腺苷（ATP）为直接供能物质，ATP被消耗后，必须尽快得到再生补充才能维持运动能力。糖、脂肪、蛋白质三大食物成分能在体内代谢分解产生ATP，因此被称为能源物质或生物燃料，其中糖是运动人体的第一供能营养素，这是因为⑴糖在氧供应充足或不足时都可以分解供能，即糖的有氧氧化和无氧酵解供能，而脂肪和蛋白质只有在氧供应充足的运动条件下才能分解供能；⑵糖在体内代谢分解后生成二氧化碳和水，很容易通过呼吸和排汗不断排出体外，对机体内环境影响较小，而脂肪和蛋白质有氧代谢供能时，产物除二氧化碳和水外，还会分别产生酮体和氨而影响体液的内稳态；⑶糖在运动时动员利用速率快，提供能量迅速，运动肌肉中的能量从糖释放比从脂肪获得要快三倍以上；⑷糖是运动时消耗最多同时也是最好的能源物质，是细胞的优质燃料，糖氧化供能时耗氧少，相同供氧量条件下，糖的能量产生效率比脂肪高。 人体内的糖主要是血液中的葡萄糖和储存在肌肉、肝脏中的糖原。血糖是运动时各组织摄取利用的主要能源，肝糖原分解是补充血糖的主要途径，肌糖原则可供肌肉直接利用。当肌糖原含量降低时，肌肉依赖血糖供能的比例增加，特别是在长时间运动的后期，随着肌糖原的大量消耗，运动肌肉以很高的速率摄取血糖来补偿肌糖原供能的下降，但此时骨骼肌已不能维持肌糖原充足时所能达到的那种运动强度了，运动肢体会产生沉重感，即出现了外周性疲劳。随着运动时间的延长，肝糖原储存耗竭而使血糖来源减少，在没有外源性糖摄入的情况下则会使血糖水平下降。运动中出现的低血糖首先影响的是大脑，因为血糖几乎是大脑能够利用的唯一能源，血糖水平下降使大脑供能不足就会发生中枢性疲劳。此外，由于免疫细胞也以葡萄糖为主要能源物质，运动所致免疫功能的改变在一定程度上也与低血糖水平有关。所以，通过增加肌糖原、肝糖原储量可以延缓血糖水平的下降，从而提高运动能力。但单一的高糖膳食不会增加肌糖原含量，只有在肌糖原经运动消耗后的再合成期补糖才可以达到糖原超代偿的效果，因此，将运动和膳食结合起来是提高肌糖原储备的有效方法。耐力性项目运动员可通过对膳食和运动负荷的控制，采用糖原填充法使赛前一天的肌糖原储量增加20～40%，也可在连续比赛或大负荷量训练期摄入高糖膳食来加速运动后的糖原恢复。另方面，运动时肌肉不断吸取血糖可以减缓肌糖原的消耗，利用这一特点，采取运动前和运动中补糖的办法，可以维持运动中的血糖水平，节约体内糖原储备，使运动耐力得以保持和提高。糖摄入虽然不能防止疲劳的发生，但可以使疲劳发生时间延迟30－60分钟。除耐力性运动外，短时间、高强度、间歇性运动也会受肌糖原储量或补糖的影响，如肌糖原储量低于40毫摩尔/千克湿肌时（正常范围为80～120毫摩尔/千克湿肌），则会降低糖酵解供能能力而影响诸如400米、800米、1500米跑的成绩。运动前和运动中补充糖饮料，则可提高短时间、高强度、间歇性运动的运动能力，因为补糖增加了外源性的能量供给和促进了运动间歇时的糖原合成。
常规从事体育运动的人应该怎样通过饮食糖的摄入来提高运动能力呢？首先，要注重日常膳食中糖的摄入，使糖所提供的能量占每日膳食摄入总能量的55～60%，耐力运动员则要求达到65%或更高。近几年的营养调查发现，我国运动员较普遍地存在糖摄入不足的问题，膳食糖常只占总能量的35～40%。由于含糖为主的食物主要是价格便宜的植物性食物，例如米、面、点心等主食中糖占70%以上。植物性食物中的糖有葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉、麦芽糖等，其中淀粉、蔗糖用于合成肌糖原的速率大于果糖，但果糖合成肝糖原的效果则比蔗糖或葡萄糖好。依我国目前的经济发展水平，运动员有条件摄入更多的动物性食物，与此同时，由于缺乏营养学知识或合理膳食的指导，造成运动员蛋白质和脂肪摄入过多，糖摄入不足的营养失衡状况。对此，应该要求运动员摄入足够的主食，每日主食摄入量不低于400～500克。增加主食供应品种和训练中加餐也是增加膳食糖摄入的重要手段。