与葡萄糖醛酸的结合反应（Glucuronic Acid Conjugation）是药物代谢中最普遍的结合反应，生成的结合产物含有可离解的羧基（pKa 3.2）和多个羟基，无生物活性，易溶于水和排出体外，因此葡萄糖醛酸糖苷结合物是尿液和胆汁中结合代谢物的主要形式。葡萄糖醛酸能与含羟基、羧基、氨基、巯基的小分子结合，形成O-、N-、S-葡萄糖醛酸苷结合物。葡萄糖醛酸的结合反应共有四种类型：O、N、S和C的葡萄糖醛苷化。

药物与葡萄糖醛酸形成结合物的过程分两步进行。葡萄糖醛酸（Glucuronic Acid）首先生成尿苷-5-二磷酸-α-D-葡醛酸（UDPGA），它是葡萄糖醛酸的活化形式，然后药物（HXR）在肝微粒体中UDP-葡醛酸转移酶的作用下，生成葡萄糖醛酸结合物。反应式如下：

含有羟基的药物能与葡萄糖醛酸形成醚型的O-葡萄糖醛酸苷结合物，如阿片类镇痛药物吗啡和抗生素氯霉素。

吗啡有3-酚羟基和6-仲醇羟基，分别和葡萄糖醛酸反应生成3-O-葡萄糖醛苷物和6-O-葡萄糖醛苷物。3-O-葡萄糖醛苷物是弱的阿片受体拮抗剂，而6-O-葡萄糖醛苷物则是较强的μ-受体激动剂。所以吗啡代谢产物的镇痛作用比吗啡高数倍，是药物的葡萄糖醛酸代谢物与阿片受体相互作用的结果。

氯霉素有1-仲醇羟基和3-伯醇羟基，和葡萄糖醛酸反应主要形成3-O-葡萄糖醛苷代谢物，从尿液中排出。新生儿使用氯霉素时，会引起所谓的“灰婴综合征”，是一种心血管损伤。因为婴儿肝脏中UDPGA转移酶活性尚未健全，葡糖糖苷化功能还不完善，持续使用氯霉素，不能与葡萄糖醛酸形成结合物而排出体外，导致药物在体内聚集产生毒性。

含羧酸的药物能与葡萄糖醛酸形成酯型的O-葡萄糖醛酸苷结合物，代谢排出，如非甾体抗炎药吲哚美辛。

由于含羟基、羧基的药物以及可通过官能团代谢（氧化、还原、水解）得到羟基和羧基代谢产物的药物较多，且体内的葡萄糖醛酸的来源丰富，故与葡萄糖醛酸结合形成O-葡萄糖酸苷的结合物是这些药物的主要代谢途径。

含氨基、硫基的药物也可与葡萄糖醛酸结合形成N-葡萄糖醛酸苷和S-葡萄糖醛酸苷，如磺胺噻唑和丙基硫氧嘧啶。

但由于N-及S-葡萄糖醛酸苷结合物的稳定性差，且胺类药物较容易进行氧化和乙酰化的代谢反应，故这些药物的主要代谢途径不是与葡萄糖醛酸结合。

形成的葡萄糖醛酸结合物的药物一般经尿排泄；当结合物的分子量大于300时，主要经胆汁排泄，排入肠中被水解酶水解，游离出的药物又可被肠重吸收，形成肠肝循环（Enterohepatic Circulation），其结果使药物在体内保持的时间较长。

当机体的葡萄糖醛酸结合代谢失调时，可导致药物积蓄而产生毒副反应。