下丘脑在两个不同道路调节垂体前叶和后叶功能活动.下丘脑合成的神经激素经特殊门静脉系统直接到达前垂体(腺垂体),并调控6种主要肽类激素合成和分泌.垂体激素依次调控周围内分泌腺(甲状腺,肾上腺和性腺)以及生长和泌乳.下丘脑和垂体之间无直接神经连接.和前者不同,后叶垂体(神经垂体)含有来自下丘脑神经元细胞轴突.这些轴突作为下丘脑合成两种肽激素贮备库,这些激素在周围调节水平衡,射乳和子宫收缩.在某些种类动物和人类胚胎发育期,垂体前,后之间存在间叶,在成人,这些间叶细胞分散在前叶和后叶,而未见特殊间叶存在.

　　实际上,所有下丘脑和垂体产生激素呈脉冲式或爆炸样分泌,之间存在短暂静止期和活动期.此外,某些激素如促肾上腺皮质激素(ACTH),生长激素(GH)和催乳激素(PRL)有一定昼夜节律,在一天特定时间分泌增加,另一些激素如月经周期中黄体化激素(LH)和促卵泡成熟激素(FSH)有每一月中节律改变,每一月节律重叠在昼夜节律上.