Работа гипофиза регулируется гипоталамусом через нервные связи и систему кровеносных сосудов. Кровь, которая поступает в переднюю долю гипофиза, проходит через гипоталамус и обогащается нейрогормонами. Нейрогормонами называются вещества пептидной природы, представляющие части белковых молекул. Они стимулируют или, наоборот, тормозят выработку горомнов в гипофизе.
Функция эндокринной системы осуществляется по принципу обратной связи. Гипофиз и гипоталамус анализируют сигналы, поступающие от желез внутренней секреции. Переизбыток гормонов той или иной железы тормозит выработку специфического гормона гипофиза, отвечающего за работу этой железы, а дефицит побуждает гипофиз увеличить выработку этого гормона.
Подобный механизм взаимодействия между гипоталамусом, гипофизом и периферическими железами внутренней секреции был отработан эволюционным развитием. Однако при сбое хотя бы в одном звене сложной цепи происходит нарушение количественных и качественных соотношений, влекущее за собой развитие эндокринных заболеваний.