葡萄糖可以通過非酶反應附著于多種蛋白質上，共經過兩個階段反應：
產生醛亞胺(或Schiff堿)（可逆反應）
通過Amadori重排形成的酮胺（不可逆）
一過性血糖濃度升高可導致大量的醛亞胺生成。如果血糖濃度恢復正常，則該反應會逆轉。然而，由于葡萄糖在被代謝前一直與蛋白質相結合，酮胺的形成是不可逆的。該過程對于理解和解讀測量糖化蛋白的測定方法至關重要。絕大多數現有的糖化血紅蛋白測定方法僅能測定穩定的酮胺，而不能測定不穩定部分(醛亞胺)。因此，這些方法反映的是長期的平均血糖，相對不受近期血糖水平急劇波動的影響。
新生紅細胞中形成的血紅蛋白會攜帶極少量附著的葡萄糖進入循環中。然而，葡萄糖可以自由滲透入紅細胞。因此，葡萄糖會不可逆地附著于血紅蛋白上，附著的速度取決于當前的血糖濃度。人體每日約有1%的紅細胞會被破壞，同時有相同數量的新生紅細胞產生。因此，A1C的平均量會呈動態變化，并指示紅細胞壽命期間的平均血糖濃度。盡管A1C理論上反映了紅細胞整個120日壽命期間的平均血糖，但它與前8-12周的平均血糖最為相關。