Il sistema vascolare ipotalamo-ipofisario ha un significato prettamente funzionale, e permette all'ipotalamo di controllare l'ipofisi anteriore senza un collegamento diretto di tipo neuronale: le arterie del peduncolo ipofisario formano un sistema di capillari, sui quali terminano gli assoni dei neuroni neurosecernenti dell'ipotalamo, che scaricano i propri fattori ormonali nei suddetti vasi. Dalle venule del peduncolo ipofisario, il sangue passa alle venule dell'adenoipofisi, le cui cellule ricevono i fattori appena immessi nel sangue; il sangue infine raggiunge le vene dei seni cavernosi.