在发现胰岛素后的60余年时间里，胰岛素来源主要从猪和牛的胰腺中提取，由于最初的胰岛素制剂提纯不够，易产生过敏反应、耐药、高血糖和低血糖反复发生以及注射部位皮下脂肪萎缩或增生，另外不同批次间效价变异大。随着蛋白质提纯技术的进步，人们能得到更纯化的“单峰胰岛素”或“单组分胰岛素”，但由于猪和牛胰岛素分子结构和人胰岛素分子结构的差异,仍然没能解决免疫原性的问题。这段时期被称为动物胰岛素时代。

    20世纪70年代末，基因重组技术日趋成熟和完善，1978年成功使用基因工程技术合成了人胰岛素,其一级、二级和三级结构与人胰岛素完全相同，并证实具有完全的生物功能。1982年美国礼来公司研制了世界上第一支基因工程合成的人胰岛素——优泌林R并成功上市，这个划时代的产品是人类合成的第一个肽类生物医药制品，人胰岛素的合成解决了动物胰岛素免疫原性问题，胰岛素过敏和抗体产生大大减少，同时也解决了动物胰岛素的产量瓶颈问题。

    生理性胰岛素分泌包括进食后发生的餐时胰岛素分泌和非进食状态下的基础胰岛素分泌两部分。无论是动物胰岛素还是人胰岛素，通过在制剂配方中加锌离子或使之与鱼精蛋白结合，可以显著延长胰岛素从皮下吸收的时间，作用时间可超过10~24h，从而作为基础胰岛素使用。这些制剂的发展完全免除1型和2型糖尿病患者生命之忧,也基本使大多数糖尿病患者血糖得以满意控制，延缓了并发症发生。

    但生理状态下进餐后胰岛素快速分泌，首先到达肝脏门静脉系统，快速抑制肝糖输出，这对于控制餐后血糖波动极其重要,但无论是注射动物短效胰岛素还是人短效胰岛素均要首先经体循环再到门静脉系统，并且短效胰岛素注射后30min才逐渐起效，高峰作用时间2?4h，持续时间长达6~8h，显然不能很好地模拟生理性餐后胰岛素分泌。生理性基础胰岛素分泌非常稳定，作用曲线平缓，无明显的作用高峰，而无论是长效鱼精蛋白锌人胰岛素(PZI)还是中效鱼精蛋白锌胰岛素（NPH)均存在明显的吸收高峰,并且药代学和药效学研究发现这两种胰岛素在个体内和个体间的吸收、作用变异都非常大。由于短效胰岛素、PZI和NPH的这些局限性，导致患者血糖控制波动较大，低血糖风险较高。

    溶液中存在的胰岛素分子是由两个胰岛素分子形成二聚体、然后3个二聚体和2个锌离子围绕着三重轴形成对称排列的六聚体，因此注射到皮下以后，胰岛素六聚体要逐渐解离为单体才能吸收入血液。通过不断地对胰岛素分子一级结构、空间三维结构与胰岛素功能研究，了解到胰岛素靠近A链C-末端和B链N-末端的数个氨基酸与胰岛素和其受体亲和力有关；而B链靠近C-末端的数个氨基酸，尤其是B28、B29为氨基酸与胰岛素分子间的聚合有关。因此可以用基因工程或其他分子生物学方法对胰岛素分子进行修饰，增强或减弱胰岛素分子间的聚合能力，从而得到符合临床需要的超长效或超短效的胰岛素类似物，而生物活性和免疫原性不变。

    目前已上市的短效胰岛素类似物有赖脯胰岛素、门冬胰岛素和谷赖胰岛素， 短效胰岛素类似物在药代学和药效学特性方面均优于普通人短效胰岛素长效胰岛素。以门冬胰岛素为例，给予腹部皮下注射餐前大剂量门冬胰岛素或可溶性人胰岛素0.2U/kg，门冬胰岛素的峰值浓度是可溶性人胰岛素的两倍,注射后60min门冬胰岛素已经下降，而可溶性人胰岛素直到注射后180min才开始下降；在最初2h，门冬胰岛素药-时曲线下面积（AUC)是可溶性人胰岛素的2倍,但是10h的AUC二者没有差别。葡萄糖钳夹技术药效学研究显示，达到葡萄糖最大输注率（GIR)—半时间门冬胰岛素较可溶性人胰岛素早20min，GIR从峰值下降到50%的时间门冬胰岛素较可溶性人胰岛素早80min。因此短效胰岛素能更好地模拟餐时胰岛素作用。

    长效胰岛素类似物有甘精胰岛素和地特胰岛素， 其作用持续时间可达24h，作用平稳，与NPH比其个体间的作用变异小，不易产生低血糖，是更好的基础胰岛素制剂。但目前的长效胰岛素类似物和短效胰岛素类似物不能做成预混制剂注射。