N-連接糖鏈的合成從內質網開始，到高爾基體完成。內質網中形成的糖蛋白具有相似的糖鏈。從順式表面進入高爾基體後，在膜間轉運過程中發生了壹系列有序的加工和修飾。原有糖鏈中的大部分甘露糖被去除，但不同類型的糖分子被各種糖基轉移酶依次加入，形成不同結構的寡糖鏈。糖蛋白的空間結構決定了它能與哪種糖基轉移酶結合，並進行特定的糖基化修飾。
許多糖蛋白既有N-連接的糖鏈又有O-連接的糖鏈。O-連接的糖基化在高爾基體中進行。通常壹個連接的糖單元是N-乙酰半乳糖，連接的位點是Ser、Thr、Hyp的OH基，然後糖基壹個接壹個轉移到它上面，形成寡糖鏈。糖供體也是核苷糖，如UDP-半乳糖。由於糖基化，不同的蛋白質被不同地標記，改變了多肽的構象，增加了蛋白質的穩定性。
壹個或多個氨基多糖鏈也可以通過高爾基體上的木糖連接到核心蛋白的絲氨酸殘基上，形成蛋白聚糖。這些蛋白質中的壹些分泌到細胞外形成細胞外基質或粘液層，而另壹些則錨定在膜上。