Endokriininen järjestelmä hallitsee tärkeitä kehon toimintoja, kuten lämpötilaa ja aineenvaihduntaa, hallitsemalla kehon hormonituotantoa. Nämä hormonit erittyvät vereen endokriinisissä elimissä, kuten aivolisäkkeessä, kilpirauhasessa ja lisämunuaisissa, ennen matkustamista kohdekudoksiin. Negatiivinen palaute säätelee saatavilla olevien hormonien määrää havaitsemalla, milloin veren taso nousee kynnyksen yläpuolelle, ja estämällä hormonituotantoa. Tämä estää veren hormonitasojen nousun, mikä voi johtaa sairauteen.
Vaikka positiivista palautetta esiintyy, negatiivinen palaute hormonitoimintajärjestelmässä on paljon yleisempi. Negatiivista palauteprosessia verrataan joskus talon lämmitysjärjestelmään, jossa termostaatti havaitsee tietyn tason ylittävät lämpötilat. Tämä kytkee lämmityksen pois päältä, kunnes lämpötila laskee minimikynnyksen alle, kun lämmitys kytkeytyy uudelleen päälle. Negatiivinen palaute johtaa hormonituotannon kytkeytymiseen päälle ja pois päältä, jolloin syntyy hormonien erityspulsseja. Tämä tarkoittaa, että veren hormonitasot nousevat ja laskevat syklisesti suhteellisen kapealla normaalialueella.
Esimerkki endokriinisen järjestelmän negatiivisesta palautteesta voidaan nähdä kilpirauhashormonien säätelyssä. Se alkaa aivojen hypotalamuksesta, joka tuottaa kilpirauhasta vapauttavaa hormonia (TRH). Tämä hormoni siirtyy lähellä olevaan aivolisäkkeeseen aiheuttaen kilpirauhasta stimuloivan hormonin (TSH) tuotantoa, joka sitten vapautuu verenkiertoon. Saavutettuaan kilpirauhasen TSH stimuloi soluja erittämään kilpirauhashormoneja. Nämä ovat tärkeitä hormoneja, jotka vaikuttavat käytännössä kaikkien kehon solujen fysiologiaan.
Kun kilpirauhashormonien taso veressä saavuttaa ylemmän kynnyksen, TRH: ta tuottavat ja erittävät hypotalamuksen solut vaikuttavat. Tuloksena on, että TRH-, sitten TSH- ja lopulta kilpirauhashormonitasot laskevat. Kun veren kilpirauhashormonien taso laskee alemman kynnyspisteen alle, negatiivinen palaute päättyy. Tämä tarkoittaa sitä, että hypotalamus tuottaa jälleen TRH: ta, mikä johtaa TSH: n erityksen uudistumiseen ja kilpirauhashormonien synteesiin ja vapautumiseen.
Monien sisäeritysrauhasen hormonituotanto liittyy negatiivisen palautteen hallintaan. Palautussilmukoiden lisäksi muut tekijät voivat vaikuttaa hormonien eritykseen. Yksi esimerkki tästä on TRH: n erityksen lisääntyminen pienellä lapsella, joka on kylmässä ympäristössä. Tämän mekanismin uskotaan johtuvan kilpirauhashormonien kyvystä säätää kehon lämpötilaa.