Sinais secretados podem agir em uma variedade de células-alvo. Em alguns casos, a célula que secreta um sinal também detecta e responde à molécula de sinalização que produz; isso é chamado de Sinalização Autócrina.

Em condições fisiológicas normais, a sinalização autócrina é importante para a homeostase. Esse processo é bem caracterizado nos macrófagos do sistema imunitário. Os macrófagos secretam uma variedade de sinais, incluindo a citocina Interleucina-1, IL-1. Os macrófagos que secretam também possuem receptores de membrana para IL-1 que, quando ligados, podem ativar uma cascata de sinalização intracelular. Os sinais intracelulares resultantes desencadeiam a secreção de citocinas adicionais, incluindo mais IL-1 da célula-alvo. Embora a IL-1 secretada por esses macrófagos também se possa ligar a receptores em outras células e tipos de células, ligar-se à célula de sinalização é importante na regulação da produção de sinais.

A sinalização autócrina também é um importante mecanismo de proliferação de células cancerígenas. Células cancerígenas secretam uma variedade de sinais de crescimento para elas próprias, através de sinalização autócrina, e para tecidos vizinhos. Por exemplo, a progesterona parece agir de forma autócrina no cancro da mama, em que a progesterona se liga aos receptores de progesterona na célula de sinalização, estimulando a ação de genes promotores do crescimento. A sinalização autócrina também pode desempenhar um papel no desenvolvimento do cancro da pele, estimulando o desenvolvimento de novos vasos sanguíneos que alimentam as células tumorais.