Деятельность некоторых желёз внутренней секреции контролируется центральной нервной системой. Отделом ЦНС, который обеспечивает взаимодействие нервной и эндокринной систем, является гипоталамус. Гипоталамус связан с передней долей железы гипофиза (аденогипофизом) системой капилляров, по которым из гипоталамуса в гипофиз поступают рилизинг-факторы. Это гормоны, которые управляют деятельностью аденогипофиза. Рилизинг-факторы делятся либерины и статины. Либерины стимулируют секрецию гормонов гипофиза, а статины – тормозят. Например, кортиколиберин способствует синтезу адренокортикотропного гормона гипофиза (АКТГ), тиролиберин – образованию тиреотропного гормона (ТТГ), соматолиберин – соматотропного (СТГ), а соматостатин – тормозит выработку СТГ.
Кроме того, аксоны некоторых клеток гипоталамуса заканчиваются в задней доле гипофиза (нейрогипофизе). Из окончаний этих нейронов выделяются гормоны вазопрессин и окситоцин, которые накапливаются в нейрогипофизе и выделяются в кровь по мере необходимости.