Разом з гіпофізом гіпоталамус утворює гіпоталамо-гіпофізарну систему, в якій гіпоталамус керує виділенням гормонів гіпофіза і є центральною сполучною ланкою між нервовою та ендокринною системами.
Зв'язок між гіпофізом, який є основним продуцентом всіх тропних гормонів (АКТГ, ТТГ, ЛГ, ФСГ, СТГ, пролактин) та гіпоталамусом здійснюється через портальну систему судин, а також через гіпоталамо-гіпофізарний тракт – найкоротший, але добре окреслений пучок аксонів нейронів гіпоталамуса.
Гіпоталамус – відділ проміжного мозку, що контролює утворення гормонів гіпофізом. Гіпофіз розташований біля основи мозку, його основне завдання – вироблення гормонів, що регулюють функції всіх периферичних ендокринних залоз.
Гіпофіз керує роботою більшості ендокринних залоз, тому іноді його називають головною залозою. В свою чергу, гіпофіз контролюється гіпоталамусом, областю головного мозку, розташованої безпосередньо над гіпофізом.