Obecność receptorów, prohormonów i peptydów opioidowych stwierdzono zarówno u zwierząt bezkręgowych, jak i u kręgowców. Porównanie sekwencji nukleotydów i aminokwasów pozwoliło na wysunięcie wniosku, że wszystkie prohormony opioidowe powstały w wyniku kilkakrotnej duplikacji genu kodującego proenkefalinę. Najprawdopodobniej najpierw powstała proopiomelanokortyna, następnie pronocyceptyna, a w wyniku trzeciej i ostatniej duplikacji prodynorfina. Proopiomelanokortyna jest prohormonem hormonu adrenokortykotropowego, melanotropowego, lipotropin i ß-endorfiny. Z proenkefaliny powstają leu- i met-enkefalina, met-enkefalina-Arg6-Gly7-Leu8, met-enkefalina-Arg6-Phe7 oraz peptydy E i F. Prodynorfina jest natomiast prekursorem dynorfin oraz neoendorfin. Oprócz tego w ostatnich latach odkryto jeszcze nietypowe peptydy opioidowe: endomorfiny, nocyceptynę oraz hemorfiny i kazomorfiny. Peptydy opioidowe są naturalnymi ligandami receptorów opioidowych, wśród których wyróżnia się 4 typy: MOR, DOR, KOR, NOR. Analizy porównawcze sekwencji wykazały bardzo wysoką konserwatywność receptorów opioidowych i potwierdziły przypuszczalną kolejność ich ewoluowania: od receptorów KOR, poprzez DOR, aż do najmłodszych receptorów MOR. Ponadto stwierdzono, że organizmy zwierząt w warunkach stresu zdolne są do produkcji opiatów – alkaloidów opioidowych, między innymi morfiny.