Queste sostanze non stimolano il pancreas come le sulfoniluree e quindi non fanno aumentare la produzione e immissione in circolo d'insulina, ma agiscono riducendo la produzione di glucosio da parte del fegato e favorendo una migliore utilizzazione dell'insulina prodotta. In pratica con la loro azione l'insulina prodotta normalmente riesce a funzionare meglio, con sensibili vantaggi per il metabolismo del glucosio circolante, che potrà essere più facilmente utilizzato. Queste sostanze, inoltre, tendono a ridurre la produzione di glucosio a partire da sostanze estranee al metabolismo degli zuccheri (neoglucogenesi). Questo processo è quello più importante in causa, ad esempio, nel determinare il fenomeno alba e ha una notevole capacità iperglicemizzante. Proprio per la mancata azione che hanno sulla produzione e secrezione dell'insulina, queste sostanze sono particolarmente indicate nei soggetti obesi. Sembra che posseggano, anche se in maniera modesta, la capacità di ridurre l'assorbimento di zuccheri dall'intestino, anche se in maniera inferiore rispetto agli inibitori dell'alfa-glucosidasi. Tra queste sostanze ritroviamo la fenformina e la metformina. La prima tra queste due, se non usata secondo le indicazioni e raccomandazioni consigliate, può essere tossica per il fegato e, raramente, può far produrre acido lattico, sostanza tossica per l'organismo e causa di una forma molto grave chiamata acidosi lattica. Per tali motivi oggi si preferisce usare la metformina al posto della fenformina, che mantiene le stesse caratteristiche terapeutiche ma che ha ridotto notevolmente la tossicità. Comunque tali farmaci da soli o in associazione con le sulfoniluree (la maggior parte delle volte si usano in associazione) dovrebbero essere usati più oculatamente nei soggetti anziani al di sopra di 65-70 anni soprattutto se affetti da malattie di cuore, polmone, fegato e reni. In Italia nelle preparazioni in cui è presente la sola biguanide è possibile ritrovare solo la metformina. In genere la loro somministrazione è consigliata dopo il pasto, allo scopo di ridurre il lieve effetto di pesantezza che possono apportare. Dopo qualche giorno di assunzione è consigliato assumere anche queste sostanze prima del pasto, poiché questa modalità di assunzione può portare una benefica riduzione dell'appetito.