下丘脑与脑下垂体组成的一个完整的神经内分泌功能系统。此系统可分为两部分：①下丘脑-腺垂体系统。二者间是神经、体液性联系，即下丘脑促垂体区的肽能神经元通过所分泌的肽类神经激素（释放激素和释放抑制激素），经垂体门脉系统转运到腺垂体，调节相应的腺垂体激素的分泌。②下丘脑-神经垂体系统。有直接神经联系，下丘脑视上核和室旁核的神经内分泌细胞所分泌的肽类神经激素可以通过轴浆流动方式，经轴突直接到达神经垂体，并贮存于此。
下丘脑是间脑的一部分，左右对称，形成第三脑室下部的侧壁和底部。下丘脑具有许多细胞核团和纤维束，与中枢神经系统的其他部位具有密切的相互联系。垂体又名脑下垂体，分泌的激素除直接调节某些靶器官的功能活动外，还有几种促激素作用于相应的靶腺（如甲状腺、性腺、肾上腺皮质等），调节靶腺的分泌功能，并经靶腺激素间接调节某些器官的生理功能。因为脑下垂体在功能上与下丘脑紧密相连，所以一般将下丘脑与垂体看作为一个完整的功能系统。
下丘脑与垂体的联系
下丘脑-腺垂体系统 下丘脑通过神经和体液 ，调节相应的腺垂体激素的分泌。
腺垂体的激素及其生理功能 从腺垂体中已经分离出8种蛋白质激素：①生长激素(GH)。GH的主要生理功能是：刺激软骨及软组织增生，使骨骼面积增加，伴随内脏增大，肌肉、皮肤、结缔组织和淋巴器官增生；促进蛋白质合成；给哺乳动物反复注射GH时，可使血糖升高，长期注射，可导致永久性糖尿病；刺激胸腺淋巴细胞和一般淋巴细胞的繁殖；当将GH同其他几种“促激素”（如ACTH，TSH，FSH和LH）分别结合使用时，可显著加强这些激素的效能；对其他激素有“允许作用”，能产生为其他激素或因子充分发挥作用的生理环境等。②生乳素（PRH）。PRH的主要生理功能是调节生殖活动和性行为，促进已发育好的乳腺分泌乳汁等。③促肾上腺皮质激素（ACTH） 。ACTH主要作用于肾上腺皮质的束状带和网状带，使其细胞增生，并促进糖皮质激素的生物合成和分泌。④促脂激素（LPH）。LPH具有溶脂作用和轻微的黑素细胞的刺激作用。⑤黑素细胞刺激素（MSH）。MSH的主要功能是刺激黑素细胞色素体，使之扩散，导致皮肤变黑。⑥糖蛋白质激素〔黄体生成素（LH）、卵泡刺激素（FSH）、促甲状腺激素（TSH）〕。在腺垂体中有3种糖蛋白质激素，即LH ，FSH和TSH。在硬骨鱼垂体中发现有一种异促甲状腺因子（HTF），与促性腺激素十分相近 ，HTF、LH和FSH对硬骨鱼的甲状腺都有刺激作用 ，这些发现提示，TSH、LH和FSH可能起源于同一种原始分子 。LH和FSH对性腺均有刺激作用（见雌性生殖系统、雄性生殖系统）。TSH主要刺激甲状腺合成和分泌甲状腺激素。
下丘脑对垂体促激素的调节
下丘脑的释放激素（RH）可使相应的腺垂体激素合成及分泌增加，如促甲状腺激素释放激素可促进腺垂体促甲状腺激素的合成和分泌，下丘脑抑制激素能抑制腺垂体相应激素的合成及分泌；如生乳素抑制激素可使腺垂体生乳素合成及分泌减少，加压素可提高血压，促进肾小管对水的吸收。
下丘脑-神经垂体系统 神经垂体在结构与功能上都与下丘脑密切相关。从下丘脑视上核和室旁核的神经元发出的神经纤维直接进入神经垂体，称下丘脑垂体束。由视上核和室旁核的神经元合成和分泌的激素沿此束被运送至神经垂体贮藏，需要时再释放入血液循环。
激素及生理作用 一般认为，视上核可能以产生抗利尿激素为主，而室旁核以产生催产素为主。①抗利尿激素。又称加压素。其主要生理作用是促进肾脏集合管和远曲小管后段对水分子的重吸收。因此，抗利尿激素分泌不足、分泌过多以及肾小管对抗利尿激素反应失常都会影响尿量。抗利尿激素缺乏时，每天尿量可多至十几升，称为尿崩症。②催产素。对妊娠子宫，催产素有强烈刺激子宫肌收缩的作用，并有促进乳腺排乳的作用。
分泌的调节 ①抗利尿激素。在生理情况下，主要受血容量和细胞外液渗透压变化的调节。②催产素。刺激外生殖器、吸吮乳头与刺激子宫均可反射地引起催产素分泌，并伴有子宫收缩，对精子运行至输卵管有促进作用。
