Si el organismo produce demasiada hormona hipofisaria o una cantidad de insulina escasa, los niveles de azúcar en la sangre se elevan de forma anormal y se origina hiperglucemia. En estas condiciones, la sangre puede contener hasta cuatro veces la cantidad de azúcar normal. La hiperglucemia no es letal en sí misma, pero es un síntoma de una enfermedad seria, la diabetes mellitus. Algunas veces, la diabetes se debe a un tumor u otras anomalías en el páncreas que impiden la formación de insulina. Los pacientes diabéticos no mueren por la hiperglucemia pero, si no se les administran inyecciones de insulina, pueden morir por la acumulación de sustancias tóxicas en el organismo. Estas sustancias se producen por alteraciones en el metabolismo de las grasas ya que los diabéticos consumen grasas en lugar del azúcar.
Si se inyecta demasiada insulina en el cuerpo, la cantidad de azúcar en sangre se reduce hasta un nivel tan bajo que puede resultar peligroso, originándose la hipoglucemia o shock de insulina. El shock de insulina controlado se utiliza en el tratamiento de algunos tipos de enfermedades mentales.
En un individuo normal, si los niveles de azúcar en la sangre se elevan mucho, los riñones retiran el exceso y éste se elimina por la orina. La presencia de azúcar en la orina se llama glucosuria y, aunque es un síntoma importante de diabetes, no siempre se encuentra en los pacientes diabéticos. También puede aparecer glucosuria en individuos normales tras la ingestión de un exceso de alimentos. El test crítico para determinar la diabetes no es ni la hiperglucemia, ni la glucosuria, sino la medida de tolerancia de azúcar en la sangre: después de la ingestión de azúcar, el individuo sano y el diabético muestran un incremento en los niveles de azúcar sanguíneo. En la persona diabética, estos niveles permanecen elevados, mientras que en la persona sana la glucosa se convierte en glucógeno.