糖化血紅蛋白於1958年被使用色譜法首次從其它型別的血紅蛋白中分離出來，並於1968年被分類為一種糖蛋白。1969年，人們發現糖化血紅蛋白在糖尿病患者中的數量增加。1975年研究者們得到了生成糖化血紅蛋白的反應式。

自從1968年第一次描述了在糖尿病患者中發現的異常血紅蛋白以來，關於葡萄糖及其他碳水化合物與血紅蛋白結合的糖化產物的術語，已經變化幾次。自從1986年，IUPAC-IUB（國際純化學與應用化學聯合會）已經推薦使用糖化血紅蛋白這一名稱，即非酶促的血紅蛋白的糖基化。另一方面，更高階的術語糖基化血紅蛋白經常地用於日常語言和現在的出版物裡。

根據每個糖化位點和反應參與物，總的糖化血紅蛋白分成若干個亞組分。天然（非糖化）血紅蛋白是A0（2α、2β鏈)。亞組分（HbA1a1 , HbA1a2 , HbA1b和HbA1c）因血紅蛋白β鏈-N末端纈氨酸的遊離氨基與不同碳水化合物糖基化而形成。這些亞組分總稱為HbA1。除了血紅蛋白β鏈的N末端纈氨酸外，血紅蛋白分子內其他遊離氨基也參與糖基化（α鏈N末端纈氨酸、賴氨酸ε-氨基）。

相對於HbA1，所有β-鏈N末端和其他遊離氨基糖基化的血紅蛋白被稱作總糖化血紅蛋白。除基本的成人血紅蛋白AO外，在健康人裡發現少量的胎兒血紅蛋白HbF（2α、2γ鏈）和血紅蛋白A2（2α、2δ鏈）。纈氨酸在δ鏈N末端，以類似的方式糖基化，例如，透過與葡萄糖的共價鍵形成HbA2c。親和層析測定的糖化血紅蛋白作為總糖化血紅蛋白。