2-deoxy-D-glukóza je molekula, která má 2-hydroxylovou skupinu nahrazenou vodíkem, takže nemůže podstoupit další glykolýzu. Glukóza hexokináza tuto látku zachytí ve většině buněk (s výjimkou jater a ledvin) tak, že je dobrým ukazatelem pro využití tkáňové glukózy a aktivity hexokinázy. Mnoho nádorů má zvýšenou hladinu vychytávání glukózy a hexokinázy. 2-deoxyglukóza označená tritiem nebo uhlíkem-14 byla oblíbeným ligandem pro laboratorní výzkum na zvířecích modelech, kde je distribuce hodnocena řezem tkáně následovaným autoradiografií, někdy souběžně s konvenční nebo elektronovou mikroskopií.
Nedávné práce na ketogenní dietě jako léčbě epilepsie zkoumaly roli glykolýzy v této nemoci. 2-deoxyglukóza byla navržena Garriga-Canutem a spol. jako napodobenina ketogenní diety a ukazuje velký příslib jako nový antiepileptický lék. Takové použití komplikuje skutečnost, že 2-deoxyglukóza má určitou toxicitu, protože interferuje s metabolismem glukózy ve tkáních, které normálně běží téměř výhradně na glukóze, zejména v mozku.
V živých systémech, například v lékařském zobrazování (PET skenování), se používá fluorodeoxyglukóza, kdy je jeden z 2-vodíků 2-deoxy-D-glukózy nahrazen izotopem fluoru-18 vyzařujícím pozitron, který vyzařuje párové gama paprsky, což umožňuje distribuci sledovacího zařízení snímat externí gama kamerou (gama kamerami). To se ve stále větší míře provádí souběžně s funkcí CT, která je součástí stejného PET/CT přístroje, aby se umožnila lepší lokalizace rozdílů v příjmu glukózy v malém objemu tkání.