垂体不再看作“主宰腺”。下丘脑接受中枢神经其他区域传入信息，并依次传入垂体的共同通路。

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。