Phần lớn histamine trong cơ thể được tìm thấy ở các hạt trong tế bào mast (hay mastocytes, dưỡng bào) hoặc bạch cầu ái kiềm. Tế bào mast đặc biệt tập trung nhiều ở các vị trí dễ bị tổn thương như mũi, miệng, chân; bề mặt nội mô cơ thể, và thành mạch máu. Những tế bào chứa histamine không phải là tế bào mast cũng được tìm thấy ở một vài tổ chức như não, nơi mà chức năng của nó như là một chất dẫn truyền thần kinh. Một vị trí quan trọng nữa của sự tích trữ và giải phóng histamine là ở các tế bào ái chrom của niêm mạc dạ dày.

Cơ chế tác dụng sinh lý quan trọng nhất của các tế bào mast và bạch cầu ái kiềm trong giải phóng histamine thông qua hệ miễn dịch. Các tế bào này, nếu nhạy cảm với kháng thể IgE gắn vào màng, sẽ mất hạt khi trình diện với kháng nguyên thích hợp. Một số amin, gồm cả các loại thuốc như morphine và tubocurarine, có thể chiếm chỗ của histamine trong hạt và gây giải phóng histamine.