W pracach dotyczących wzajemnych zależności między wydzielaniem leptyny, jej stężeniem we krwi i innymi elementami hormonalnej regulacji metabolizmu wiele uwagi poświęcono związkowi insuliny i leptyny. Badania te mają szczególne znaczenie w wyjaśnieniu mechanizmów powstawania otyłości i współistniejących z nią zaburzeń metabolicznych, przede wszystkim insulinooporności. U dzieci z cukrzycą typu I i upośledzonym wydzielaniem insuliny stwierdzano niższe stężenie leptyny niż u dzieci zdrowych. Zastosowanie leczenia insuliną zwiększyło poziom leptyny [Hanaki i wsp., 1999; Hathout i wsp., 1999]. Także stężenie leptyny we krwi na czczo było dodatnio i istotnie skorelowane ze zmianami stężenia insuliny, które wystąpiły po doustnym podaniu glukozy [Abbasi i wsp., 2000]. Badając zależności między insuliną i leptyną, Thong i wsp. [2000b] sugerują, że insulina uczestniczy w mechanizmie, za pomocą którego tkanka tłuszczowa może reagować na zmiany równowagi energetycznej organizmu, a zatem wpływ leptyny na metabolizm tłuszczów może być regulowany przez insulinę.