ההשפעות הרבות של הג'יברלין בצמח מראות שיש לו יותר מאתר פעולה אחד. עד כה, במחקר על קולטנים להורמונים לא הצליחו להצביע על קולטנים ייחודיים של ג'יברלין. אפילו בהשפעה הפשוטה, כמו התארכות הגבעול, מעורבים שלושה תהליכים שונים: חלוקת תאים; התארכות תאים; והגדלת המתיחות של דופן התאים.
הג'יברלין מקצר שלבים מסוימים במהלך חלוקת התא ועל ידי כך הוא מעודד חלוקת תאים מריסטמטיים של קדקוד הצמיחה. פעולה זו גורמת לצמיחה מואצת של הגבעול, מאחר שכל אחד מהתאים שהתחלקו יכול להתארך.
במקרים מסוימים, הג'יברלין גורם להתארכות תאים על ידי זירוז הפירוק של עמילן וסוכרוז. מולקולות הגלוקוז והפרוקטוז, שהן תוצרי הפירוק, מספקות אנרגיה ומהוות חומרי בנייה לדפנות. המולקולות האלה גם משנות את הפוטנציאל האוסמוטי בתאים, וכתוצאה מכך נכנסים מים לתאים וגורמים להתרחבותם. בגבעולים של קנה סוכר, למשל, הג'יברלין גורם להתארכות תאים על ידי הגברת הייצור של אנזימי אינברטאז, המפרקים מולקולות של סוכרוז. גם בזנים ננסיים של שעועית ותירס מצאו שהייתה עלייה בפעילות האינברטאזות והעמילאזות, במהלך התארכות הגבעולים לאחר טיפול בג'יברלין.
הג'יברלין משפיע על התארכות הגבעול גם על ידי העלאת מתיחות דופנות התאים. בניסוי עם מקטעים של שיבולת שועל, מצאו שהג'יברלין גרם להתארכות פרקים באזור שלא הייתה בו חלוקת תאים. הפרקים התארכו פי 15, בהשוואה לפרקים שלא טופלו בג'יברלין. כאשר הוסיפו למצע הגידול סוכרוז ללא ג'יברלין, הפרקים לא התארכו. ממצא זה מוכיח שהשפעת ההתארכות היא לא בגלל פירוק של סוכרוז. עדיין לא ידוע מהו המנגנון של הג'יברלין שמשפיע על מתיחות הדפנות, אבל יש הוכחות שיוני מימן אינם מעורבים בתהליך, כשם שהם מעורבים בהשפעת האוקסין על מתיחת הדפנות.
מתברר שקטעי גבעול של שיבולת שועל מגיבים לג'יברלין כשעה לאחר תחילת הטיפול. משך הזמן הזה מספיק כדי לגרום להפעלת גנים שמפעילים אנזימים ייחודיים לפעולות הפיסיולוגיות. תגובת ההתארכות של גבעול בשעועית ננסית היא מהירה, ונמשכת רק כ-10 דקות. בתגובות מהירות, לא ניתן לייחס את ההשפעה להפעלת גנים. במקרים כאלה, ההשפעה נובעת כנראה משינויים בקרומי התאים, ושינויים אלה גורמים לשינוי במעבר החומרים בתוך התאים ובין התאים.