L'azione principale della leptina consiste nell'informare le strutture ipotalamiche sull'entità dei depositi energetici dell'organismo e nel partecipare alla regolazione del bilancio energetico, del comportamento alimentare e del contenuto di tessuto adiposo corporeo. Inoltre, sempre a livello ipotalamico, l'ormone partecipa alla modulazione del complesso sistema che pone in comunicazione l'ipotalamo con l'ipofisi e gli organi bersaglio, come la tiroide, i surreni, le gonadi e il pancreas endocrino.La leptina può essere definita un ormone pleiotropico in quanto è stato identificato un ampio spettro di funzioni periferiche, ovvero interviene nell' ematopoiesi, nella riproduzione, nell'angiogenesi, nell'osteogenesi e nelle funzioni immunitarie [67]. Infine svolge un ruolo fondamentale nella crescita intrauterina.