สารละลายกลูโคสใช้ในทางการแพทย์เป็นหลัก โดยมักใช้เพื่อให้พลังงานและสารอาหารแก่ผู้ป่วยที่ไม่สามารถรับประทานอาหารได้ทางปาก เช่น ผู้ป่วยที่อยู่ในภาวะโคม่า หรือผู้ป่วยหลังการผ่าตัด สารละลายนี้ช่วยป้องกันภาวะน้ำตาลในเลือดต่ำ (hypoglycemia) และใช้ในการให้ยาอื่นร่วมด้วยโดยการผสมกับสารละลายกลูโคส นอกจากนี้ยังใช้ในการให้สารน้ำทางหลอดเลือดดำเพื่อรักษาภาวะขาดน้ำหรือเสียเกลือแร่ โดยเฉพาะในผู้ป่วยที่มีอาการอ่อนเพลีย อาเจียน หรือท้องร่วงรุนแรง กลูโคสช่วยให้ร่างกายมีพลังงานทันทีเพื่อใช้ในกระบวนการทางชีวเคมีที่สำคัญ ในบางกรณี สารละลายกลูโคสถูกใช้ในการตรวจวินิจฉัย เช่น การทดสอบการทนต่อน้ำตาลในเลือด (glucose tolerance test) เพื่อประเมินภาวะเบาหวาน โดยผู้ป่วยจะได้รับสารละลายกลูโคสทางปาก แล้วเจาะเลือดติดตามระดับน้ำตาลในเลือดตามช่วงเวลาที่กำหนด