糖原合成的关键酶是糖原合酶。

糖原合成是一个复杂的过程，在这个过程中，糖原合酶起着核心的作用。糖原合成主要包括以下几个步骤：首先葡萄糖需要磷酸化生成葡萄糖 - 6 - 磷酸，这一步由己糖激酶或葡萄糖激酶催化；接着葡萄糖 - 6 - 磷酸转变为葡萄糖 - 1 - 磷酸，由磷酸葡萄糖变位酶催化；然后葡萄糖 - 1 - 磷酸与尿苷三磷酸（UTP）反应生成尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG），此反应由UDPG焦磷酸化酶催化。而在后续将UDPG中的葡萄糖基转移到糖原引物上形成糖苷键，从而使糖原链不断延长的这一关键步骤，就是由糖原合酶来催化完成的。

糖原合酶具有严格的特异性，它只能催化α - 1,4 - 糖苷键的形成，从而使糖链不断延长。而且糖原合酶的活性受到多种因素的精细调节。从共价修饰调节来看，它有活性型（a）和无活性型（b）两种形式，磷酸化的糖原合酶b没有活性，去磷酸化的糖原合酶a有活性。激素等信号分子可以通过一系列的信号转导途径影响糖原合酶的磷酸化状态，进而调节其活性。例如胰岛素可以通过激活蛋白磷酸酶，使糖原合酶去磷酸化而激活，促进糖原合成；而胰高血糖素等则会使糖原合酶磷酸化失活，抑制糖原合成。此外，别构调节也对糖原合酶有重要影响，葡萄糖 - 6 - 磷酸是糖原合酶b的别构激活剂，当细胞内葡萄糖 - 6 - 磷酸浓度升高时，可别构激活糖原合酶b，促进糖原合成。总之，糖原合酶在糖原合成过程中处于关键地位，其活性的精确调节对于维持血糖平衡和细胞内能量储备具有重要意义。