Белково-пептидные гормоны синтезируются на рибосомах соответствующих гормонпродуцирующих клеток в соответствии с их генетической программой. Многие гормоны белково-пептидной природы синтезируются в виде неактивных предшественников, препрогормонов.

Гормоны эпифиза (серотонин и мелатонин) образуются при декарбоксилировании и ацетилировании триптофана.

Синтез гормонов мозгового слоя надпочечников (адреналина) включает гидроксилирование и декарбоксилирование тирозина с последующим окислением боковой цепи и метилированием атома азота.

Превращения тирозина в щитовидной железе включают йодирование фенольного кольца и конденсацию двух молекул моно- или дийодтирозина с образованием Т₃ (трийодтиронина)  и Т₄ (тетрайодтиронина, тироксина).

Синтез всех типов стероидных гормонов базируется на специфических структурных преобразованиях молекулы холестерола. Ферментный комплекс включает универсальный фермент холестерол-десмолазу, требующую участия НАДФН, ионов Mg²⁺ (или Са²⁺) и цитохрома Р₄₅₀. Образующийся в данной реакции прегненолон является единым предшественником всех типов стероидных гормонов. Дальнейшие его превращения зависят от особенностей метаболизма того или иного типа желез (яичники, тестикулы, кора надпочечников).

Синтез эйкозаноидов (простагландинов, тромбоксанов и лейкотриенов) осуществляется путем окислительных преобразований молекулы арахидоновой кислоты (см раздел 8).

Витамины А и D, необходимые для синтеза соответствующих гормонально-активных производных, должны поступать в организм с продуктами липидной природы, хотя частичный синтез витамина D возможен в клетках кожи из 7-дегидрохолестерина под влиянием ультрафиолетового излучения.

Гормоны могут секретироваться двумя путями:

· Регулируемая секреция: клетка хранит гормон в секреторных гранулах и выделяет по мере его необходимости. Это позволяет клеткам выделять большое количество гормона в течение короткого периода времени (пульсирующий характер секреции).

· Конститутивная секреция: клетка не сохраняет гормон, а выделяет его из секреторных везикул по мере его синтеза.

Транспорт большинства белково-пептидных гормонов и всех производных аминокислот (за исключением йодтиронинов) осуществляется без каких бы то ни было помощников, т.к. эти молекулы хорошо растворимы в воде и легко достигают поверхности клеток-мишеней.

Напротив, перенос водонерастворимых стероидных гормонов, ретиноевой кислоты и йодтиронинов требует соответствующих белковых транспортеров для доставки к клеткам-мишеням. Определенная часть этих гормонов переносится альбумином плазмы крови, который имеет неспецифический гидрофобный сайт связывания водонерастворимых лигандов. Остальная доля водонерастворимых гормонов транспортируется специфическими глобулинами плазмы крови. Например, кортизол на 85% переносится белком транскортином из фракции α₁-глобулинов, тогда как альдостерон транспортируется примерно поровну альбумином и транскортином. 

Йодтиронины транспортируются как с помощью специфического тироксинсвязывающего белка α₁-глобулиновой фракции, так и с помощью Т₄-преальбумина.

Ретиноевая кислота, как и ее предшественник (витамин А, ретинол), переносятся многими белками плазмы крови. Помимо специфического ретинолсвязывающего белка из фракции α₁-глобулинов, эту функцию выполняют преальбумины, хиломикроны, липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП) и липопротеины низкой плотности (ЛПНП).

Гормоны, связанные с белками плазмы, покидают кровоток существенно медленнее и могут сохраняться в нем на протяжении нескольких часов и даже дней. Так транспортируемые белками плазмы крови гормоны щитовидной железы выводятся наполовину за период от 1 до 6 суток, тогда как период полувыведения адреналина, не связывающегося с белками крови,  составляет всего 2-3 минуты.