Ligandid on väiksemad signaali käivitavad molekulid, mis võivad teatud tüüpi bioloogilise mõju avaldamiseks ühineda suurema molekuliga, mida nimetatakse substraadiks. Protsessi, mille käigus need kahte tüüpi molekulid kokku saavad, nimetatakse ligandi sidumiseks, mis on oluline protsess, mille käigus hormoonid, neurotransmitterid ja ravimid mõjutavad rakke. Ligandi võib valmistada organism või inimese loodud, kuid substraat on alati biomolekul või organismi toodetud molekul. Tavaliselt on substraat sihtvalk, mis sisaldab spetsiifilisi saite teatud ligandide sidumiseks.
Molekulidevahelised jõud või molekulide vahel moodustunud nõrgemad sidemed annavad vahendid ligandi sidumiseks. Vesiniksidemeid, ioonseid sidemeid ja Van der Waali jõude kasutatakse kõiki ligandi-substraadi sideme hõlbustamiseks. Nende sidemete suhteline nõrkus võimaldab neil olla pöörduvad ning ligandil ja substraadil pärast sidumist muutumatul kujul üksteisest dissotsieeruda. Harvadel juhtudel tekib kovalentne side, kus ligand ja substraat hiljem ei dissotsieeru.
Afiinsus on termin, mida kasutatakse ligandi ja substraadi vahelise sideme tugevuse kirjeldamiseks. Kõrge afiinsusega ligandid on kasulikud muutuste esilekutsumiseks substraatides, kuna nende sidumistugevus võimaldab neil püsida kohas kauem. Teatud sihtvalgud, nagu seondumise teel aktiveeritud seotud ioonikanalitega rakuretseptorid, oleksid seetõttu tõhusamalt seotud kõrge afiinsusega ligandiga.
Ligandi sidumisel võib olla sihtvalgule mitu mõju ja need klassifitseeritakse sõltuvalt pärast seondumist toimuvatest struktuurimuutustest. Mõiste agonist viitab ligandile, mis seondub valgu retseptori saidiga ja põhjustab füüsilise reaktsiooni. Osalised agonistid seonduvad retseptori saidiga, kuid on võimelised tekitama ainult osalise või mittetäieliku vastuse. Antagonistid seostuvad samuti retseptoritega, kuid ei põhjusta üldse vastust. Need terminid viitavad ligandi sidumise efektiivsusele või molekuli võimele tekitada seostumisel vastust.
Piiratud retseptorikohtade tõttu piirkonnas muutub ligandi sidumine konkurentsivõimeliseks, kui esineb rohkem kui üks neist ühenditest. Kõrgema afiinsusega ühend seondub tavaliselt substraatidega kõrgemates kontsentratsioonides kui madalama afiinsusega ühend. Ligandid seonduvad ja dissotsieeruvad pidevalt retseptoritega, mis tähendab, et igal ajahetkel on retseptoritega seotud madalama afiinsusega ligandide kontsentratsioon väiksem. Nii ligandide afiinsus kui ka efektiivsus määravad, kuidas substraadid nende juuresolekul reageerivad.