從65438到0955，英國F. Sanger團隊測定了牛胰島素的全氨基酸序列，開啟了人類了解蛋白質分子化學結構的途徑。1965 9月17日，中國科學家合成了具有完全生物活性的結晶牛胰島素，這是第壹個在實驗室人工合成的蛋白質。後來，美國和聯邦德國的科學家也完成了類似的工作。
20世紀70年代初，英國和中國的科學家通過X射線衍射成功確定了豬胰島素的三維結構。這些工作為進壹步研究胰島素的分子結構與功能的關系奠定了基礎。人們通過化學全合成和半合成制備類似物，研究其結構變化對生物功能的影響；比較不同種類的胰島素；研究異常胰島素分子病，即胰島素基因突變導致胰島素分子中個別氨基酸發生改變的分子病。這些研究對於闡明某些糖尿病的病因也具有重要的現實意義。
第壹代胰島素-動物胰島素
在1921年，弗雷德裏克·萬津和約翰·麥克勞德合作第壹次成功地提取出胰島素。不同種族的哺乳動物(人、牛、羊、豬等)的胰島素分子的氨基酸序列和結構。)略有不同，其中豬胰島素最接近人類。動物胰島素是最早用於治療糖尿病的胰島素註射制劑，壹般為豬胰島素。豬胰島素與人胰島素相差1到4個氨基酸，因此易發生免疫反應，註射部位皮下脂肪萎縮或增生，胰島素過敏反應，又因其免疫原性高，易發生反復高血糖和低血糖，胰島素抵抗。
第二代胰島素-人胰島素
20世紀80年代，人們通過基因工程(重組DNA)(轉基因)酵母(釀酒酵母、畢赤酵母或漢遜酵母)或重組中國倉鼠卵巢(CHO)表達高純度合成人胰島素，其結構與人體分泌的胰島素相同。
與動物胰島素相比，人胰島素的過敏反應或胰島素抵抗較少，因此皮下脂肪萎縮的現象也減少；因為人胰島素抗體少，註射量平均比動物胰島素少30%；人胰島素的穩定性高於動物胰島素，在25℃左右的室溫下可保存4周。
起效時間、達峰時間和作用持續時間不能模擬生理性人體胰島素分泌模型。需要在飯前30分鐘註射，晚上低血糖風險大。
第三代胰島素-胰島素類似物
20世紀90年代末，在對人胰島素結構和組成的深入研究中，發現肽鏈被修飾:通過基因工程技術改變了胰島素肽鏈某些部分的氨基酸組合；改變等電點；增加六聚體強度；用鈷離子代替鋅離子；在分子中加入脂肪酸鏈，增加與白蛋白的結合，可能會改變其理化和生物學特性，從而開發出更適合人體生理需求的胰島素。胰島素類似物可以在飯前立即使用，也稱為餐時胰島素或速效胰島素。