Synteza glikolipidów zachodzi w siateczce śródplazmatycznej gładkiej oraz w aparacie Golgiego. Najpierw w błonie siateczki śródplazmatycznej powstaje część lipidowa glikolipidu, czyli ceramid, zbudowany z długołańcuchowego alkoholu sfingozyny i kwasu tłuszczowego.
Następnie ceramid jest transportowany w pęcherzykach do aparatu Golgiego. W aparacie Golgiego do ceramidu dołączane są kolejno reszty cukrowe pochodzące z aktywowanych nukleotydocukrów. Proces ten zachodzi po stronie światła cystern aparatu Golgiego. W ten sposób powstają różne glikolipidy, na przykład cerebrozydy i gangliozydy.
Gotowe glikolipidy są transportowane w pęcherzykach do błony komórkowej. Podczas wbudowywania pęcherzyka w błonę komórkową warstwa luminalna aparatu Golgiego staje się warstwą zewnętrzną błony, dlatego glikolipidy znajdują się po zewnętrznej stronie błony komórkowej, tworząc glikokaliks.