L'ossitocina e la vasopressina (chiamato anche ormone antidiuretico), i due ormoni neuroipofisari dell'ipofisi posteriore (o neuroipofisi), vengono secreti dalle terminazioni nervose delle cellule neurosecretorie magnocellulari ipotalamiche nella circolazione sistemica. I corpi cellulari dei neuroni secernenti ossitocina e vasopressina sono localizzati nel nucleo paraventricolare e nucleo sopraottico, rispettivamente, e l'attività elettrica di questi neuroni è regolata da input sinaptici afferenti da altre regioni del cervello. Al contrario, gli ormoni della ipofisi anteriore (o adenoipofisi) sono secreti da cellule endocrine che, nei mammiferi, non sono direttamente innervate, ma la secrezione di questi ormoni (ormone adrenocorticotropo, ACTH ormone luteinizzante LH, ormone follicolo-stimolante FSH, ormone tiroide stimolante TSH, prolattina e ormone della crescita GH) rimane sotto il controllo dell'ipotalamo. L'ipotalamo controlla l'ipofisi anteriore tramite "fattori di" "rilascio" e "fattori" "di inibizione del rilascio"; queste sono sostanze veicolate attraverso il flusso sanguigno rilasciate dai neuroni ipotalamici nei capillari dell'eminenza mediana (una porzione del peduncolo che unisce l'ipofisi all'ipotalamo). Questi vasi, i vasi portali ipotalamo-ipofisari, trasportano i fattori ipotalamici all'ipofisi anteriore, dove si legano a recettori specifici sulla superficie delle cellule produttrici di ormoni.