สารละลายกลูโคสใช้ในทางการแพทย์เป็นหลัก โดยมักใช้เพื่อให้พลังงานและสารอาหารแก่ผู้ป่วยที่ไม่สามารถรับประทานอาหารได้ทางปาก เช่น ผู้ป่วยที่อยู่ในภาวะโคม่า ผู้ป่วยหลังการผ่าตัด หรือผู้ที่มีภาวะน้ำตาลในเลือดต่ำอย่างรุนแรง สารละลายนี้ให้กลูโคสซึ่งเป็นแหล่งพลังงานสำคัญสำหรับการทำงานของสมองและกล้ามเนื้อ นอกจากนี้ยังใช้เป็นตัวทำละลายหรือตัวนำยาอื่น ๆ ที่ต้องให้ทางหลอดเลือด เช่น ยาปฏิชีวนะหรือยาเคมีบำบัด โดยสามารถผสมกับยาเหล่านี้แล้วให้ทางหลอดเลือดดำได้ทันที ในกรณีผู้ป่วยที่ขาดน้ำหรือมีภาวะอิเล็กโทรไลต์ไม่สมดุล สารละลายกลูโคสอาจใช้ร่วมกับเกลือแร่เพื่อช่วยฟื้นฟูสมดุลของของเหลวในร่างกาย ในห้องปฏิบัติการ สารละลายกลูโคสใช้เป็นตัวควบคุมหรือเป็นส่วนประกอบในสื่อเพาะเลี้ยงจุลินทรีย์หรือเซลล์ เพื่อศึกษากระบวนการเมตาบอลิซึมและการหายใจของเซลล์