Sekretierte Signale können auf eine Vielzahl an Zielzellen wirken. In einigen Fällen erkennt die Zelle, die das Signal sendet, auch das von ihr produzierte Signalmolekül und reagiert darauf. Dies bezeichnet man als autokrine Sekretion.

Unter normalen physiologischen Bedingungen ist die autokrine Sekretion für die Homöostase sehr wichtig. Dieser Prozess ist in den Makrophagen des Immunsystems gut charakterisiert. Makrophagen sekretieren eine Vielzahl von Signalen, einschließlich des Zytokins Interleukin-1, IL-1. Die sekretierenden Makrophagen besitzen auch Membranrezeptoren für IL-1, und wenn diese gebunden sind wird eine intrazelluläre Signalkaskade aktiviert. Die daraus resultierenden intrazellulären Signale führen zu der Sekretion zusätzlicher Zytokine einschließlich weiterer IL-1 von der Zielzelle. Obwohl IL-1, das von diesen Makrophagen sekretiert wird, auch Rezeptoren von anderen Zellen und Zelltypen binden kann, ist die Bindung an die Signalzelle wichtig für die Regulierung der Signalproduktion.

Die autokrine Signalübertragung ist ebenfalls ein wichtiger Mechanismus für die Proliferation von Krebszellen. Krebszellen sekretieren eine Vielzahl an Wachstumssignalen durch autokrine Signale an sich selbst und an benachbarte Gewebe. Zum Beispiel scheint Progesteron bei Brustkrebs auf autokrine Weise zu wirken. Dabei bindet Progesteron an Progesteronrezeptoren auf der Signalzelle und stimuliert die Aktivierung von wachstumsfördernden Genen. Die autokrine Signalübertragung kann auch bei der Entstehung von Hautkrebs eine Rolle spielen, indem sie die Entwicklung neuer Blutgefässe, welche die Tumorzellen versorgen, stimuliert.