按突变酶系分类糖原贮积症
GSD因为糖原合成和分解过程中所需的酶基因突变，其表达的相应酶活性完全丧失或明显减低，引起糖原贮备减少或糖原在细胞中堆积而致病。酶基因突变包括点突变、缺失、插入和剪接突变，其中以点突变最常见。
糖原合酶突变（0型）
小鼠缺乏转录因子CCAAT增强子结合α（C/EBPα）基因则不能像正常小鼠一样贮积糖原。但用多态性微卫星侧面标志分析，排除了C/EBPα基因与GSD 0型连锁。将患者肝脏匀浆与健康人肝脏匀浆混合不能使糖原合酶激活，提示0型GSD缺陷在糖原合酶。糖原合酶基因命名为GYS2。定位于染色体12p12.2，共有16个外显子。
葡萄糖-6-磷酸酶突变
葡萄糖-6-磷酸酶（glucose-6-phosphatase，G6Pase）系统含有几种亚基。G6Pase的作用是使葡萄糖变为6-磷酸葡萄糖，由其中的催化亚基完成。G6Pase位于内质网中，由高度糖基化的催化亚基和46kD的G6P转移酶组成，均为高度亲水性蛋白，分别有9次和10次穿膜伸展区，两者相互作用而发挥生理作用，活性位点面向内质网腔。除G6P转运蛋白外，还有两个转运蛋白移位酶（translocase）T2和T3。T1的作用是将G6P转运入内质网腔中；T2将G6P或焦磷酸水解所产生的磷酸运出内质网；T3是微粒体葡萄糖转运蛋白，其作用是把G6P水解所产生的葡萄糖运出内质网。
G6P酶基因定位于染色体长臂17q21，长12.5kb，有5个外显子。酶蛋白在内质网膜中有6个伸展节段。G6P酶的特性为：①亲水性。②在微粒体中酶活性呈潜伏性，只在微粒体裂解后G6P酶活性才表达。③将微粒体制备物与肝G6P酶在pH 5.0、37℃下温育10分钟，G6P酶的磷酸水解酶（phosphohydrolase）活性即完全被灭活。④将人G6P酶cDNA转染给COS-1细胞所表达的G6P酶与人肝细胞微粒体中的G6P酶无任何区别。G6P移位酶（G6PT）T2的结构尚不清楚，G6PT基因定位于11q23，该基因长约5.3kb，含9个外显子，在脑组织和肝脏中存在两种不同的转录本，该基因突变导致Ⅰb型GSD和Ⅰc型GSD，已知导致Ⅰb GSD的突变类型有：R28H、W118AR、G339C、G339AD、E355t、R415t、（4-bpdel，2-bpINS，NT1094）、（170-bpdel，NT148）、（2-bpdel，1211CT）、（12-bpINS，NT1103）、V235delT、（IVS7，G-T，+1）、（IVS1，G-A，+1）和794G-A，其中（170-bpdel，NT148）、（2-bpdel，1211CT）和（12-bpINS，NT1103）3种在Ⅰc患者中也存在；已知导致Ic型GSD的突变类型有：（IVS8，4-bpdeL）和W96ter两种。
糖原脱支酶基因突变
糖原脱支酶（glycogen debranching enzyme，GDE）是糖原溶解时先从最外周的分支通过脱支酶作用而释放出葡萄糖。在糖原中葡萄糖的相互连接有两种形式：一种是1，4连接，即葡萄糖分子中的第1位碳原子与另1葡萄糖分子中的第4位碳原子在α位连接在一起；另一种形式是1，6连接，由第1位碳原子和第6位碳原子之间连接。这两种连接分别由糖原合成酶和分支酶（branching enzyme）催化。GDE是在1个多肽链上有两个独立的催化活性，这两个催化活性分别由寡-1，4→1，4葡聚糖（glucan）转移酶（transferase）和淀粉-1，6葡萄糖苷酶（α-glucosidase）来完成。它们之间互不依赖，独立发挥催化作用。糖原经磷酸化酶作用后，在糖原的外周支链磷酸化酶耗竭时，在支点的远端保留着4个葡萄糖基（glucosyl）残基，转移酶活性把3个葡萄糖残基从1个短的外支转移到另1个葡萄糖残基的终端，由此而使1，6连接暴露出来，然后葡萄糖苷酶使遗留的支点（α1，6连接）水解，让磷酸化酶接近α1，4连接。整个的GDE活性需要转移酶和葡萄糖苷酶两者活性均保持正常。
GDE基因称GAL基因，定位于染色体1p21。GDE的RNA由596bp的编码区和2371bp3′非翻译区组成。GDE基因有35个外显子，DNA至少有85kb。在肌肉和肝脏中的GDE酶由1个基因编码，其在肝和肌肉中的表达则由不同的遗传物质控制。在肝和肌肉中GDE mRNA通过单个脱支酶基因的RNA不同转录而产生，除了在5′端非翻译区序列不同外，其余均相同。用猪肌肉中纯化的分支酶制备的多克隆抗体作免疫印迹分析，猪和人各种组织中的脱支酶常都是160kD，但也有报告为174kD者。
磷酸化酶激酶β亚基和α亚基突变
糖原溶解需要糖原磷酸化酶（phosphorylase），而磷酸化酶则需要糖原磷酸化酶激酶（PHK）激活。编码糖原磷酸化酶激酶的基因为PHK，PHK有3种同工酶，分别由3个不同的基因编码，它们的基因座定位为PHKA2在Xp22.1p22.2、PHKB在16q12-q13 和PHKG2在16p11.2-p21.1。肝和肌肉中的糖原磷酸化酶均由α、β、γ和δ4个亚基组成。此酶活性受α和β亚基中的特异性残基的磷酸化的调节，钙则通过δ亚基来调节酶的活性，γ亚基则具有催化活性。
其他类型
酸性α-糖苷酶缺陷导致Ⅱ型GSD（pompe病），糖原分支酶缺陷导致GSDⅣ型（Anderson病），肌肉磷酸化酶缺陷导致Ⅴ型GSD（McArdle病），肝脏磷酸化酶缺陷导致Ⅵ型，GSD磷酸果糖激酶缺陷导致Ⅶ型GSD（Tarui病），磷酸甘油转换酶缺陷导致Ⅷ型GSD。
糖原贮积症分为十型和若干亚型
由于不同的酶先天性缺陷，故根据酶的缺陷可将本病分为许多类型，见下表。
糖原贮积症的分型
以Ⅰ型GSD最常见。有些类型的GSD由于缺陷酶由多种亚基或异构酶组成，因此可有多种亚型，Ⅺ型病例最少。
