Гиперсекреция грелина вызывает развитие [[Ожирение|ожирения]]. Однако с развитием тучности уровень гормона в крови снижается и возникает стойкая гипогрелинемия. У '''пациентов с ожирением в отличие от лиц с нормальной массой тела после еды уровень грелина не снижается.''' В этом заключается одна из причин того, что у больных с ожирением не возникает чувства сытости после приема пищи; это служит причиной полифагии нарушения пищевого поведения у тучных людей.<ref>ТЕРЕЩЕНКО И. В., КАЮШЕВ П. Е. Грелин и его роль в норме и патологии. – 2013.</ref>

У человека уровень грелина повышается непосредственно перед приемом пищи и быстро снижается после еды, таким образом, '''грелин является индикатором краткосрочного энергетического баланса''' и сигналом для инициации приема пищи. Концентрация грелина снижается при ожирении и, напротив, увеличивается при кахексии. Необходимо отметить, что у тучных больных постпрандиальное снижение время насыщения характерное снижением содержания грелина , отсрочено по времени, что вносит определенный вклад в развитие ожирения.  Ежедневное подкожное введение грелина приводит к увеличению массы тела, причем отмечается значительный прирост жировой ткани без каких-либо изменений «тощей» (мышечной) массы тела. В условиях эксперимента инъекции грелина не только стимулируют прием пищи, но и увеличивают его продолжительность. <ref>Романцова Т. И., Волкова Г. Е. Лептин и грелин: антагонизм и взаимодействие в регуляции энергетического обмена //Ожирение и метаболизм. – 2005. – №. 2.</ref>