Канабиноидите, изолирани от Cannabis sativa, като Δ9-тетрахидроканабинол (THC), както и техните синтетични аналози, проявяват биологичната си активност, като активират специфични рецептори на повърхността на клетката, които са свързани със семейство от ендогенни лиганди – ендоканабиноиди.

Първият открит ендоканабиноид е наречен анандамид, от санскритски ананда „блаженство”. Вторият, открит малко по-късно, ендоканабиноид се нарича 2-арахидоноилглицерол. Тези ендоканабиноидни лиганди, заедно с техните рецептори и специфични процеси на синтеза, разграждане и абсорбция, представляват ендоканабиноидната система.

Добре изучена функция на ендогенната канабиноидна система е нейната роля в мозъчната невромодулация. Постсинаптичните неврони синтезират свързан с мембраната ендоканабиноиден прекурсор, след което прекурсорът се разцепва на отделни молекули ендоканабиноиди, последвано от увеличаване на концентрацията на свободния Ca2+ в цитозола: например, след свързване на невротрансмитерите (NTs) към техните йонотропни (iR) или метаботропни (mR) рецептори.

Впоследствие ендоканабиноидите действат като обратно сигнални молекули чрез свързването си с пресинаптичните CB1 канабиноидни рецептори,  което е свързано с  инхибирането на волтаж-чувствителните Ca2+ канали и активиране на K+ каналите. Това намалява деполяризацията на мембраната и екзоцитозата, като по такъв начин инхибира освобождаването на невротрансмитери като глутамат, допамин и γ – аминобутирова киселина (GABA), и повлиява процеси като учене, движение, респективно паметта.

Ендоканабиноидната невромодулаторна сигнализация се прекратява от неидентифицирана мембранно-транспортна система (Т) и семейство вътреклетъчни разграждащи ензими, от които най-добре охарактеризирана е fatty acid amidehydrolase (FAAH), която разгражда анандамида до арахидонова киселина(АА) и етаноламин (Еt).

Ендогенната канабиноидна система има модулаторни функции и извън мозъка – в периферната нервна система и в екстраневралните тъкани, като контролира процеси като периферна болка, съдов тонус, вътреочно налягане и имунни функции.

Йонотропни рецептори: подобни на канали рецептори, които се отварят след свързване с агонисти и през които йони като Na+, K+ и/или Ca2+ могат да минават.

Метаботропни рецептори: имат седем трансмембранни (хептаспирални) сегмента, които се свързват с G-протеините и по такъв начин модулират различни сигнални пътища.

Вътреочно налягане – когато е увеличено, например при глаукома, уврежданията на очния нерв могат да доведат до слепота. Канабиноидите намаляват вътреочното налягане.