胰岛素降血糖主要通过以下机制发挥作用。胰岛素能促进肌肉、脂肪等组织细胞摄取葡萄糖，就像打开细胞摄取葡萄糖的“大门”，让血液中的葡萄糖进入细胞内被利用，一般在用药后较短时间内就能开始发挥作用。
促进外周组织摄取葡萄糖
肌肉组织：胰岛素能加速肌肉细胞对葡萄糖的摄取和利用，为肌肉活动提供能量来源。比如，当人体运动时，肌肉细胞需要更多葡萄糖，胰岛素就会促进葡萄糖进入肌肉细胞，满足运动时的能量需求。脂肪组织：胰岛素可以让脂肪细胞增加对葡萄糖的摄取，进而合成脂肪，减少脂肪的分解，从而降低血液中游离脂肪酸的水平，间接帮助控制血糖。
抑制肝糖原输出
肝脏作用：肝脏是调节血糖的重要器官，正常情况下会在适当的时候输出肝糖原补充血糖。而胰岛素能抑制肝脏中糖原分解为葡萄糖，还能抑制肝脏内葡萄糖的异生过程，也就是减少非糖物质转化为葡萄糖的量。例如，在空腹状态下，肝脏本来可能会分解肝糖原或通过糖异生产生葡萄糖来维持血糖稳定，但胰岛素会抑制这个过程，使血糖不会过度升高。
影响蛋白质代谢
促进合成：胰岛素能促进蛋白质的合成，抑制蛋白质的分解。它可以使氨基酸进入细胞的速度加快，并且促进细胞内的蛋白质合成过程，有利于机体的生长和修复等生理功能，同时从侧面也有助于维持血糖的稳定，因为蛋白质代谢与血糖的整体平衡也有一定关联。