Cuando las hormonas llegan al torrente sanguíneo, se unen a proteínas plasmáticas o transportadoras específicas, que las protegen de una degeneración prematura y evitan que sean absorbidas de inmediato por los tejidos a los cuales afectan, los tejidos diana o blanco. En general, los tejidos diana poseen receptores o células que atrapan de forma selectiva y concentran a sus moléculas hormonales respectivas, hasta que las hormonas reaccionan con los tejidos diana. Se cree que las hormonas afectan a los tejidos diana de tres formas básicas.
Primera: las hormonas regulan la permeabilidad de la membrana celular externa y de las membranas intracelulares; se cree que la insulina relaja las membranas de las células del músculo esquelético, permitiéndoles transportar glucosa con rapidez.
Segunda: las hormonas modifican las enzimas intracelulares. Por ejemplo, la adrenalina, que procede de la médula adrenal, permite que se produzca la hidrólisis del glucógeno en azúcares de seis átomos de carbono en las células del hígado y del músculo, mediante la activación de una enzima unida a la membrana de la célula y recibe el nombre de adenilato-ciclasa. Este proceso está mediado por moléculas que reciben el nombre de segundos mensajeros; no son hormonas y se encuentran dentro de las células diana. Cuando los receptores celulares se unen a las hormonas del torrente circulatorio, se altera el nivel de actividad de los segundos mensajeros, los cuales estimulan o inhiben al tejido diana.
Tercera: las hormonas afectan a los tejidos diana consiste en cambiar la actividad de los genes de las células diana. Se ha demostrado que las hormonas causan plegamiento o desenrrollamiento; en determinados cromosomas, de un modo directo al entrar en las células diana, o, con mayor probabilidad, actuando de forma indirecta a través de segundos mensajeros; esto indica que los genes están implicados de una forma activa en la síntesis de moléculas de ácido ribonucleico mensajero o ARNm. Las moléculas de ARNm son traducidas a proteínas específicas necesarias para procesos controlados por hormonas y son tan diversos como la muda en los insectos, o el mantenimiento de los caracteres sexuales secundarios en los vertebrados.