분비된 신호는 다양한 표적 세포에 작용할 수 있습니다. 어떤 경우에는 신호를 분비하는 세포가 자신이 생성하는 신호 분자를 감지하고 반응합니다. 이를 자가분비 신호전달(autocrine signaling)이라고 부릅니다.

정상적인 생리적 조건 아래에선 자가분비 신호전달은 항상성(homeostasis)을 위해 중요합니다. 이 과정은 면역체계의 대식세포(macrophage)에서 잘 특징지어집니다. 대식세포는 사이토카인(cytokine; 시토카인)인 인터루킨-1(Interleukin-1, 줄여서 IL-1) 같은 다양한 신호를 분비합니다. IL-1 신호를 분비하는 대식세포는 스스로 IL-1에 대한 막 수용체(receptor)를 가지고 있고, IL-1이 수용체에 결합하면 세포 내 신호의 연쇄반응(signaling cascade)을 활성화할 수 있습니다. 그 결과 세포 내 신호는 더 많은 IL-1을 포함한 추가적인 사이토카인의 분비를 촉발합니다. 이렇게 대식세포가 분비하는 IL-1은 다른 세포의 수용체와도 결합할 수 있지만, 신호 생성 조절을 위해 신호를 분비하는 세포와 결합하는 것도 중요합니다.

자가분비 신호전달은 암세포 증식의 주요 메커니즘입니다. 암세포는 다양한 성장신호를 근처의 조직에 분비하고 자가분비 신호전달을 통해 자기 자신에게도 분비합니다. 예를 들어 유방암의 경우 프로게스테론(progesterone; 프로제스테론)은 자가분비적인 방식으로 작용하는 것으로 보이는데, 이는 프로게스테론이 신호를 보내는 세포의 프로게스테론 수용체와 결합해 성장을 촉진하는 유전자의 작용을 자극하기 때문입니다. 자가분비 신호전달은 종양세포에 영양을 공급하는 새로운 혈관의 발달을 자극함으로써 피부암의 발달에도 역할을 할 수 있습니다.