Inzulinskom rezistencijom nazivamo stanje u kojem su stanice organizma, tj. ciljna tkiva manje osjetljiva na metaboličke učinke inzulina. Inzulin djeluje na metabolizam ugljikohidrata, masti i bjelančevina, pa je jasno da njegovo smanjeno djelovanje dovodi do znatnih poremećaja u cjelokupnom metabolizmu. Kao najpoznatiji učinak inzulina često se navodi kako ovaj hormon pospješuje prijenos i iskorištavanje glukoze u većini stanica organizma (osim u moždanim stanicama), pa je lagano za razumjeti da će njegovo smanjeno djelovanje prouzrokovati povišenje glukoze u krvi (hiperglikemiju). Kompenzacijski odgovor organizma, odnosno beta-stanica gušterače koje normalno luče inzulin na ovakvo stanje je upravo povećano lučenje inzulina. Zahvaljujući povećanom lučenju inzulina mnogi pojedinci uspijevaju neko vrijeme održati normalan metabolizam glukoze, no stupanj inzulinske rezistencije s vremenom raste i kompenzatorna hiperinzulinemija ne može više održavati normalan metabolizam ugljikohidrata. Upravo je ova kompenzatorna hiperinzulinemija, kojom su određeni pojedinci zadržali dovoljnu sekreciju inzulina da bi ostali normoglikemični, važna oznaka metaboličkog sindroma X  i važna razlika prema tipu 2 šećerne bolesti. Kako razina inzulina s vremenom pada, tako dolazi i do poremećaja u metabolizmu masti i bjelančevina te do pojave šećerne bolesti tipa 2. Zbog nemogućnosti uporabe glukoze za dobivanje energije povećava se iskorištavanje masti i bjelančevina iz zaliha u tijelu. Ovakvo pojačano iskorištavanje masti dovodi do porasta koncentracije slobodnih masnih kiselina u plazmi koje se iskorištavaju u jetri za dobivanje energije, ali ako ovaj proces potraje predugo on dovodi do pojave velikih količina kolesterola u krvi  i njegovog povećanog odlaganja u stjenkama arterija i ubrzanog nastanka ateroskleroze.

  Inzulinska rezistencija obično je posljedica pretilosti u genetski opterećenih pojedinaca, ali sami mehanizmi koji povezuju pretilost s nastankom inzulinske rezistencije slabo su poznati. Istraživanja pokazuju da je smanjen broj inzulinskih receptora na ciljnim stanicama, ali još važniji patofiziološki mehanizam je na razini onoga što se događa iza receptora, tj. u stanici pa to nazivamo postreceptorskom unutarstaničnom pogreškom. U nekih ljudi gušterača uspijeva stvarati dovoljno inzulina da spriječi teže poremećaje metabolizma glukoze, a u drugih beta-stanice gušterače postupno postaju iscrpljene i ne mogu više održati visoku razinu inzulina u krvi pa nastaju znatno teže posljedice. Istraživanja su također pokazala da su genetski čimbenici upravo ti koji određuju hoće li gušterača moći lučiti velike količine inzulina tijekom duljeg perioda i tako spriječiti nastanak šećerne bolesti.