糖类还可以和其它非糖类的分子结合，形成复合糖类。例如和蛋白质一起构成糖蛋白。在人的血液中有上百种蛋白质，其中不含糖的简单蛋白只有10种左右，而85%以上的蛋白质都是糖蛋白。鸡蛋的蛋清中存在着大量的糖蛋白，含量超过95%，只有溶菌酶等很少几种蛋白质不是糖蛋白。在糖蛋白中，糖类和蛋白质的相对比例因糖蛋白而异。有的糖含量很低，在5%以下；有的糖含量可以超过50%。总体而言，大多数糖蛋白中的糖含量低于20%。细胞表面存在着许多蛋白质，这些蛋白质几乎没有例外的都是糖蛋白。
        在动物细胞的周围存在着许多生物大分子，它们不仅对细胞有保护作用，而且为细胞提供营养和信息。在这些生物大分子中，有另一类糖类和蛋白质构成的复合糖类，称为蛋白聚糖。蛋白聚糖的糖含量普遍较高，而且其糖链由重复二糖单元构成，被称为糖胺聚糖。在软骨和皮肤中发现的糖胺聚糖通常被称为硫酸软骨素和硫酸皮肤素。
        糖类和脂类也可形成复合糖类。常见的是动物细胞表面的糖脂和一些细菌表面的脂多糖。动物细胞表面的糖脂中的糖链一般比较短。脂多糖是一类重要的生物大分子，通常也被称为是内毒素，具有许多生物功能。另有一类脂寡糖，它们的糖链只有3-6个N-乙酰氨基葡萄糖，在其末端糖残基上接有一条脂肪酸链。这种脂寡糖具有帮助一些植物的根部可以结瘤，进而可以固氮
       核酸的研究近年来取得了突飞猛进的发展，倍受人们关注，老少皆知。然而，知道核酸中也包含糖的人就少多了。核酸的基本骨架是由磷酸连接的核糖构成，而和遗传密码密切有关的碱基是接核糖上。尽管目前已经找到了没有磷酸核糖骨架的核酸的类似物，但是这些类似物的分子量比天然的核酸小得多。在一些细菌的表面也发现一类被称为磷壁质的化合物，它们的结构和核酸类似，其主链骨架也是磷酸连接糖醇，在糖醇上还可连接上其它的单糖和氨基酸。
        又如单糖或寡糖和其它一些小分子的有机化合物可以生成糖苷，人参等中草药内的有效成分就是糖苷。
        这些多糖和糖蛋白经降解后可以得到一系列分子量不等的寡糖或糖肽的混合物。有相当多的寡糖和糖肽在自然界中并不单独存在。例如壳寡糖和寡聚的半乳糖醛酸均是壳聚糖和多聚半乳糖醛酸的降解产物。肝素等糖胺聚糖也可以降解为小分子肝素，而且利用不同的降解方法得到的产物在结构上也可以有所差别。