Endokrini sustav upravlja važnim tjelesnim funkcijama, kao što su temperatura i metabolizam, kontrolirajući tjelesnu proizvodnju hormona. Ove hormone izlučuju u krv endokrini organi, kao što su hipofiza, štitnjača i nadbubrežne žlijezde, prije nego što putuju do ciljanog tkiva. Ono što je poznato kao negativna povratna sprega regulira količinu hormona na raspolaganju otkrivajući kada se razina u krvi podigne iznad praga i inhibira proizvodnju hormona. To sprječava nastavak porasta razine hormona u krvi, što bi moglo dovesti do bolesti.
Iako se pozitivne povratne informacije pojavljuju, negativne povratne informacije u endokrinom sustavu mnogo su češće. Proces negativne povratne informacije ponekad se uspoređuje sa sustavom grijanja kuće, gdje temperature iznad određene razine detektira termostat. Time se isključuje grijanje sve dok temperatura ne padne ispod minimalnog praga, kada se grijanje ponovno uključuje. Negativna povratna informacija dovodi do uključivanja i isključivanja proizvodnje hormona, stvarajući impulse lučenja hormona. To znači da razina hormona u krvi raste i pada ciklički, unutar relativno uskog normalnog raspona.
Primjer negativne povratne sprege u endokrinom sustavu može se vidjeti u regulaciji hormona štitnjače. Počinje s hipotalamusom mozga, koji proizvodi hormon koji oslobađa štitnjaču (TRH). Ovaj hormon prelazi u obližnju hipofizu, uzrokujući proizvodnju hormona koji stimulira štitnjaču (TSH), koji se zatim oslobađa u krvotok. Kada stigne do štitnjače, TSH stimulira tamošnje stanice da sada luče hormone štitnjače. To su važni hormoni koji utječu na fiziologiju praktički svih tjelesnih stanica.
Kada razina hormona štitnjače u krvi dosegne gornji prag, zahvaćene su stanice u hipotalamusu koje stvaraju i luče TRH. Rezultat je da padaju razine TRH, zatim TSH i na kraju hormona štitnjače. Nakon što razina hormona štitnjače u krvi padne ispod niže granične vrijednosti, negativna povratna informacija prestaje. To znači da hipotalamus ponovno proizvodi TRH, što dovodi do obnovljenog lučenja TSH i sinteze i oslobađanja hormona štitnjače.
Proizvodnja hormona mnogih endokrinih žlijezda povezana je s kontrolom negativnom povratnom spregom. Osim povratnih petlji, drugi čimbenici mogu utjecati na lučenje hormona. Jedan primjer toga je povećanje lučenja TRH uočeno kod malog djeteta koje je u hladnom okruženju. Smatra se da je ovaj mehanizam rezultat sposobnosti hormona štitnjače da reguliraju tjelesnu temperaturu.