הורמונים יכולים גם להיקשר אל קולטנים תוך-תאיים, שהם קולטני חלבון הנמצאים בתוך תא היעד, כדי לשנות תפקודים תאיים. ראשית, הורמונים מסיסים בשומן כמו הסטרואיד טסטוסטרון, מפעפעים בקלות מעבר לקרום התא של התא האנדוקריני של האשכים. ברגע שהם נמצאים בחוץ בנוזל החוץ תאי, הורמונים אלה נצמדים לחלבונים נשאים כדי להישאר מסיסים, מה שחשוב במיוחד בזרם הדם המימי.בתא היעד, ההורמון המסיס בשומן מתנתק מחלבון הנשא ואז מפעפע דרך קרום התא. כעת, בתוך התא, הוא נקשר אל קולטני ההורמון התוך תאיים שלו, שבמקרה זה הם קולטני אנדרוגן. תצמיד זה יכול להיכנס לגרעין ואז להיקשר לרצף דנ”א ספציפי הנקרא אלמנט תגובה הורמונלי, אשר גורם לשעתוק ותרגום גנים, ובכך מסדיר את ייצור רנ”א השליח והתבטאות הגנים.