Così come il cibo, anche l' allenamento provoca importanti risposte ormonali nell' organismo, risposte che possiamo assimilare ad un "effetto farmacologico" naturale. 
L' attività fisica, a seconda della intensità e durata, può aumentare o diminuire la produzione di molti ormoni, che a loro volta agiscono modificando le risposte metaboliche allo sforzo, nella direzione di un progressivo adattamento. 

Il livello di Testosterone, principale ormone anabolizzante muscolare prodotto naturalmente sia nell' uomo che nella donna, aumenta del 20-40% rispetto ai valori a riposo durante e subito dopo una sessione di allenamento, sia di forza che di endurance. Ma se lo sforzo è strenuo e protratto oltre le 4-5 ore il testosterone si abbassa, anche molto al di sotto del livello normale, per un periodo di tempo che può protrarsi fino a 3-4 giorni. 

Allo stesso modo si comportano gli Estrogeni, ormoni determinanti nelle atlete per mantenere una buona mineralizzazione ossea. 
Gli estrogeni, nelle donne ma anche negli uomini, sono potenti induttori nella produzione di GH, altro ormone molto influenzato dalla attività fisica. 

Il GH (ormone della crescita) ha una azione anabolizzante su tutti i tessuti, non solo sui muscoli, favorendo la rigenerazione di organi come fegato, cuore, reni, pelle, cartilagini; a questa azione aggiunge un effetto lipolitico, favorendo la mobilizzazione dei grassi dal tessuto adiposo e il loro utilizzo come combustibile sotto sforzo. 

30 minuti di sforzo aerobico di intensità prossima alla soglia anaerobica sono sufficienti a elevare la concentrazione di GH nel sangue da 5 mM/L (valore medio a riposo) a 70 mM/L subito dopo sforzo. 

Cortisolo e Aldosterone sono prodotti dalle ghiandole surrenali come risposta allo "stress". 
Nell' allenamento il loro effetto è determinante nella ritenzione idrica, 
aumentando il volume plasmatico nel sangue, prevenendo la disidratazione da sforzo. 

Entrambi gli ormoni migliorano la ossigenazione periferica, aumentando la cessione di O2 dai globuli rossi alle cellule muscolari. 
Il cortisolo inoltre favorisce l' utilizzo dei grassi, preserva gli zuccheri 
e riduce le infiammazioni. 

Sotto sforzo le loro concentrazioni aumentano considerevolmente rispetto alla condizione di riposo; se non si concedono adeguati recuperi, l' effetto catabolico del cortisolo in eccesso può annullare molti benefici effetti dell' allenamento.

 

Anche la produzione di Eritropoietina è stimolata dall' allenamento, non si sa se per l' effetto della ipossia relativa propria dello sforzo o se a causa dell' aumentato turn-over (ricambio nel sangue) dei globuli rossi negli atleti. 
L' allenamento in altitudine esalta questa risposta, purchè supportato da un adeguato apporto proteico. 

Anche gli Ormoni Tiroidei (attivatori delle funzioni mitocondriali) e il Glucagone (azione glicolitica e lipolitica) sono stimolati dall' attività fisica, mentre l' Insulina risulta ridotta sotto sforzo. 

Queste risposte ormonali, unitamente ad altre poco note o sconosciute, ma non meno importanti, agiscono naturalmente in sincronia, come i componenti di un orchestra: qualsiasi tentativo di manipolazione dall' esterno, altera inevitabilmente la sinfonia, con effetti deleteri sulle prestazioni dell' atleta a medio e lungo termine. 

La somministrazione esogena anche di uno solo di questi ormoni inibisce la produzione di tutti gli altri.