Chỉ số đường huyết của thực phẩm được định nghĩa là diện tích gia tăng theo đồ thị (AUC) phản ứng đường huyết trong hai giờ sau 12 giờ nhịn ăn và ăn một loại thực phẩm có một lượng carbohydrate có sẵn nhất định (thường là 50 g). Giá trị AUC của thực phẩm thử nghiệm được chia cho giá trị AUC theo tiêu chuẩn (đường glucose hoặc bánh mì trắng, đưa ra hai định nghĩa khác nhau) và nhân với 100. Giá trị GI trung bình được tính toán từ dữ liệu thu thập được ở 10 đối tượng là người. Cả thực phẩm tiêu chuẩn và thực phẩm thử nghiệm phải chứa một lượng carbohydrate có sẵn bằng nhau. Kết quả đưa ra xếp hạng tương đối cho từng thực phẩm được thử nghiệm.[2][8]

Thực phẩm có carbohydrate bị phân hủy nhanh chóng trong quá trình tiêu hóa và giải phóng glucose nhanh chóng vào máu có xu hướng có chỉ số GI cao; thực phẩm có carbohydrate phân hủy chậm hơn, giải phóng glucose dần dần vào máu, có xu hướng có chỉ số GI thấp.

Chỉ số đường huyết thấp hơn cho thấy tốc độ tiêu hóa và hấp thụ carbohydrate của thực phẩm chậm hơn và cũng có thể cho thấy việc khai thác nhiều hơn từ gan và vùng ngoại vi của các sản phẩm tiêu hóa carbohydrate.

Các phương pháp đã được xác thực hiện tại sử dụng glucose làm thực phẩm tham chiếu, cho giá trị chỉ số đường huyết là 100 theo định nghĩa. Cách này có ưu điểm là thông dụng và tạo ra giá trị GI tối đa khoảng 100. Bánh mì trắng cũng có thể được sử dụng làm thực phẩm tham khảo, đưa ra một bộ giá trị GI khác (nếu bánh mì trắng = 100, thì glucose ≈ 140). Đối với những người sử dụng nguồn carbohydrate thiết yếu là bánh mì trắng, điều này có lợi thế là truyền tải trực tiếp việc thay thế thực phẩm chủ yếu bằng một loại thực phẩm khác sẽ dẫn đến phản ứng đường huyết nhanh hơn hay chậm hơn. Một bất lợi với hệ thống này là thực phẩm tham chiếu không được xác định rõ ràng, vì không có tiêu chuẩn chung cho hàm lượng carbohydrate của bánh mì trắng.