La dimostrazione dell'espressione dei recettori della leptina nei tessuti periferici ha indotto a formulare l'ipotesi che possa essere presente un ruolo dell'ormone nel controllo del metabolismo dei lipidi, senza il coinvolgimento dell'ipotalamo [68]. L'entità della massa adiposa è determinata dalla prevalenza di una delle due vie che determinano la deposizione o il consumo dei lipidi: la sintesi dei trigliceridi o l'ossidazione degli acidi grassi. La somministrazione di leptina in animali favorisce la lipolisi e conseguentemente inibisce la lipogenesi determinando così una riduzione del tessuto adiposo. Infatti la leptina stimola l'attività dell'acetil coenzima A ossidasi (enzima necessario per la β-ossidazione dei lipidi) e della carnitin-palmitoil transferasi I (enzima regolatore del trasporto degli acidi grassi). A livello della biosintesi dei lipidi la leptina inibisce gli enzimi lipogenici sia a livello epatico che direttamente sul tessuto adiposo, con azione autocrina.Uno studio sperimentale ha dimostrato che la leptina inibisce la differenziazione delle cellule adipose [69]. Nello studio è stata valutata l'azione dell'ormone su cellule stromali del midollo osseo, precursori sia di osteoblasti che di adipociti, ed è stata evidenziata un blocco della proliferazione degli adipociti ed una differenziazione verso la linea cellulare osteoblastica.