La neuroendocrinologia è anche utilizzata come parte integrante della comprensione e del trattamento dei disturbi neurobiologici del cervello. Un esempio è l'aumento del trattamento dei sintomi dell'umore con l'ormone tiroideo. Un altro è la scoperta di un problema di transtiretina (trasporto della tiroxina) nel liquido cerebrospinale di alcuni pazienti con diagnosi di schizofrenia.