สารละลายกลูโคสใช้ในทางการแพทย์เป็นหลัก โดยมักนำมาใช้เพื่อให้พลังงานและของเหลวแก่ผู้ป่วยที่ไม่สามารถรับประทานอาหารได้ทางปาก เช่น ผู้ป่วยที่อยู่ในภาวะโคม่า หรือผู้ป่วยหลังการผ่าตัด สารละลายนี้ช่วยป้องกันภาวะน้ำตาลในเลือดต่ำ (hypoglycemia) และให้พลังงานที่ร่างกายต้องการในการทำงานของอวัยวะต่างๆ นอกจากนี้ยังใช้เป็นตัวทำละลายสำหรับยาบางชนิดที่ต้องให้ทางหลอดเลือด ทำให้สามารถฉีดยาเข้าสู่ร่างกายพร้อมกับกลูโคสได้ในครั้งเดียว ยังมีการใช้ในกรณีที่ร่างกายสูญเสียน้ำและอิเล็กโทรไลต์ เช่น กรณีท้องร่วงรุนแรง โดยมักผสมกับเกลือแร่ในสัดส่วนที่เหมาะสม ในห้องปฏิบัติการ สารละลายกลูโคสใช้เป็นสารตั้งต้นในการศึกษากระบวนการเมแทบอลิซึม เช่น การหายใจของเซลล์หรือการหมักของจุลินทรีย์