Il sistema endocrino è rappresentato da un insieme di ghiandole e cellule (dette ghiandole endocrine e cellule endocrine) che producono e secernono delle sostanze chiamate ormoni, che controllano e gestiscono il funzionamento dell'intero organismo in collaborazione con il sistema nervoso.
Gli ormoni vengono immessi direttamente nel sangue e attraverso l'apparato circolatorio raggiungono gli organi bersaglio dove esplicano la loro azione specifica. Ogni ormone attraverso il sangue raggiunge tutte le cellule dell'organismo, ma esercita un'azione solo sulle cellule dotate di opportuni recettori. Ad esempio l'insulina, prodotta dalla parte endocrina del pancreas, agisce su alcuni recettori cellulari che determinano l'apertura di canali appositi per l'assorbimento del glucosio, determinando un abbassamento della glicemia. Un singolo ormone può espletare il suo compito in più sedi e compiti diversi in sedi differenti, persino compiti opposti come è il caso, ad esempio, dell'adrenalina, che mentre aumenta il flusso sanguigno ai muscoli scheletrici lo riduce in corrispondenza del tratto gastrointestinale.
Gli ormoni sono dei messaggeri chimici altamente efficaci, in quanto sono in grado di esplicare la loro azione anche in concentrazioni infinitesimali (nell'ordine dei picogrammi, 0,000000000001g).
Il sistema endocrino inoltre non è caratterizzato da una continuità anatomica, ma piuttosto da una continuità funzionale: gli organi endocrini sono infatti localizzati in sedi distanti dal punto in cui gli ormoni prodotti esercitano la loro azione.
L'attività del sistema endocrino influenza ed è influenzata da quella del sistema nervoso. Tra i due sistemi esiste un'importante connessione anatomica e funzionale, rappresentata dall'ipotalamo, che regola l'attività dell'ipofisi, la più importante ghiandola endocrina umana.