L’être humain, ainsi que tous les mammifères, dispose d’un système endocannabinoïde, c’est-à-dire que notre organisme synthétise lui aussi des molécules de la famille des cannabinoïdes (appelées alors « endocannabinoïdes » pour les différencier des phytocannabinoïdes, produits par les plantes), ainsi que toute la « machinerie » biologique nécessaire pour les utiliser : récepteurs aux cannabinoïdes, enzymes qui synthétisent et dégradent ces cannabinoïdes. Les plus connus de ces endocannabinoïdes sont l’anandamide et le 2-arachidonylglycérol, qui interagissent avec les récepteurs aux cannabinoïdes CB1 et CB2 présents dans l’organisme. Ce système endocannabinoïde est impliqué dans l’homéostasie et dans la régulation de différents processus dans l’organisme, notamment les mécanismes de la douleur et de l’inflammation, la gestion du stress et des émotions, le bon fonctionnement du système immunitaire, la modulation de l’appétit et de la digestion…
Les récepteurs CB1 sont principalement présents dans le cerveau et le système nerveux central, mais aussi dans les poumons et les muscles. Ils participent notamment à la modulation de l’humeur, de la douleur, et de l’appétit. Les récepteurs CB2 sont répartis un peu partout dans l’organisme (os, peau, foie, intestins…) et se retrouvent notamment en abondance dans les cellules immunitaires.
De part leurs similitudes de structures avec les endocannabinoïdes, certains phytocannabinoïdes, comme le THC, peuvent interagir avec nos récepteurs endocannabinoïdes et donc avoir différents effets sur l’organisme. Ainsi, la fixation du THC sur les récepteurs CB1 est responsable des effets psychotropes du cannabis. Le CBD interagit lui aussi avec notre système endocannabinoïde, mais d'une manière différente.
Des études montrent que par ailleurs les cannabinoïdes sont aussi capables d’interagir avec d’autres récepteurs de notre organisme, comme les canaux TRP impliqués dans le soulagement de la douleur, les récepteurs de la sérotonine, qui participent à la régulation de l'humeur, et les récepteurs opioïdes, connus pour leur action sur l'analgésie, ce qui ouvre de nombreuses voies de recherche sur les effets du cannabidiol.