Pod względem struktury różnica między D-glukozą a L-glukozą odnosi się do pozycji anionu OH na ostatnim asymetrycznym atomie węgla cząsteczki glukozy. W D-glukozie, OH (grupa hydroksylowa) znajduje się po prawej stronie atomu węgla, natomiast w L-glukozy OH znajduje się po lewej stronie.
Oznaczenia D i L obejmują rodziny cukrów. Wynikają one z dwóch różnych postaci asymetrycznego węgla występującego w aldehydie glicerynowym, trój węglowych formach cukru, z których pochodzi glukoza i wiele innych cukrów. W D-gliceraldehydzie grupa hydroksylowa atomów znajduje się po prawej stronie, podczas gdy w L-glukozie grupa hydroksylowa jest zorientowana w lewo. Wszystkie cukry pochodzące z D-gliceraldehydu są D-cukrami, w tym D-glukozą i podobnie L-glukoza pochodzi od L-gliceraldehydu.
Znaczenie tej różnicy leży w ich kształcie. W odróżnieniu od dwuwymiarowych projekcji Fischera, które po prostu wyglądają jak płaskie obrazy lustrzane, w rzeczywistości substancje faktycznie mają inny kształt, jeden ze sposobów wykorzystywanych przez enzymy do rozpoznawania substratów. W związku z tym enzymy - i przez systemy biologiczne - tylko rozpoznają i reagują na postać D cukrów praktycznie w każdym przypadku. Właśnie dlatego L-glukoza rzadko wchodzi w dyskusję o biologii.
