下丘腦直接分泌的激素，包括促甲狀腺素釋放激素、促性腺激素釋放激素、生長素釋放抑制激素、生長素釋放激素、促腎上腺皮質激素釋放激素、促黑素細胞激素釋放因子、促黑素細胞激素釋放抑制因子、催乳素釋放因子、催乳素釋放抑制因子等

下丘腦分泌的激素主要有： (1)促甲狀腺激素釋放激素(TRH)：是最早從下丘腦分離出來的一種三肽釋放激素。它能刺激腺垂體分泌促甲狀腺激素。 (2)促性腺激素釋放激素(GnRH)：是第二個從下丘腦中分離與純化的調節性多肽。它可以持續的啟用垂體-性腺軸，對腺垂體促性腺激素的釋放與合成都有作用。 (3)生長激素釋放抑制激素(GHIH)又稱生長抑素(ss)：是一種十四肽釋放抑制激素，不但能抑制垂體生長激素(GH)的分泌，還能抑制促甲狀腺激素(TSH)的分泌。除下丘腦外，胰腺D細胞、胃腸道的內分泌細胞也能分泌GHIH，並透過旁分泌作用影響胰島素和胰高血糖素的分泌。 (4)促腎上腺皮質激素釋放激素(GHRH)：能刺激腺垂體分泌促腎上腺皮質激素(ACTH)，對促腎上腺皮質激素的釋放具有促進作用。 (5)生長激素釋-拔激素(CnBH)：是最近幾年才被發現、確定的一種新的促垂體激素，對生長激素(CH)的釋放具有促進作用。 下丘腦與腦下垂體組成的一個完整的神經內分泌功能系統。此係統可分為兩部分：①下丘腦-腺垂體系統。二者間是神經、體液性聯絡，即下丘腦促垂體區的肽能神經元透過所分泌的肽類神經激素（釋放激素和釋放抑制激素），經垂體門脈系統轉運到腺垂體，調節相應的腺垂體激素的分泌。②下丘腦-神經垂體系統。有直接神經聯絡，下丘腦視上核和室旁核的神經內分泌細胞所分泌的肽類神經激素可以透過軸漿流動方式，經軸突直接到達神經垂體，並貯存於此。 下丘腦是間腦的一部分，左右對稱，形成第三腦室下部的側壁和底部。下丘腦具有許多細胞核團和纖維束，與中樞神經系統的其他部位具有密切的相互聯絡。垂體又名腦下垂體，分泌的激素除直接調節某些靶器官的功能活動外，還有幾種促激素作用於相應的靶腺（如甲狀腺、性腺、腎上腺皮質等），調節靶腺的分泌功能，並經靶腺激素間接調節某些器官的生理功能。因為腦下垂體在功能上與下丘腦緊密相連，所以一般將下丘腦與垂體看作為一個完整的功能系統。 下丘腦-腺垂體系統 下丘腦透過神經和體液 ，調節相應的腺垂體激素的分泌。 腺垂體的激素及其生理功能 從腺垂體中已經分離出8種蛋白質激素：①生長激素(GH)。GH的主要生理功能是：刺激軟骨及軟組織增生，使骨骼面積增加，伴隨內臟增大，肌肉、面板、結締組織和淋巴器官增生；促進蛋白質合成；給哺乳動物反覆注射GH時，可使血糖升高，長期注射，可導致永久性糖尿病；刺激胸腺淋巴細胞和一般淋巴細胞的繁殖；當將GH同其他幾種“促激素”（如ACTH，TSH，FSH和LH）分別結合使用時，可顯著加強這些激素的效能；對其他激素有“允許作用”，能產生為其他激素或因子充分發揮作用的生理環境等。②生乳素（PRH）。PRH的主要生理功能是調節生殖活動和性行為，促進已發育好的乳腺分泌乳汁等。③促腎上腺皮質激素（ACTH） 。ACTH主要作用於腎上腺皮質的束狀帶和網狀帶，使其細胞增生，並促進糖皮質激素的生物合成和分泌。④促脂激素（LPH）。LPH具有溶脂作用和輕微的黑素細胞的刺激作用。⑤黑素細胞刺激素（MSH）。MSH的主要功能是刺激黑素細胞色素體，使之擴散，導致面板變黑。⑥糖蛋白質激素〔黃體生成素（LH）、卵泡刺激素（FSH）、促甲狀腺激素（TSH）〕。在腺垂體中有3種糖蛋白質激素，即LH ，FSH和TSH。在硬骨魚垂體中發現有一種異促甲狀腺因子（HTF），與促性腺激素十分相近 ，HTF、LH和FSH對硬骨魚的甲狀腺都有刺激作用 ，這些發現提示，TSH、LH和FSH可能起源於同一種原始分子 。LH和FSH對性腺均有刺激作用（見雌性生殖系統、雄性生殖系統）。TSH主要刺激甲狀腺合成和分泌甲狀腺激素。