Neurohipofiza nu functioneaza ca o glanda endocrina tipica. Hormonii hipofizei posterioare sunt sintetizati in hipotalamus si sunt doar stocati in lobul hipofizar posterior de unde sunt eliberati la semnale pornite din hipotalamus. Corpul neuronilor din nucleii supraoptici sunt considerati responsabili pentru sinteza de ADH, in timp ce nucleii parantriculari sintetizeaza ocitocina. Astazi, se admite faptul ca atat nucleii supraoptici cat si cel parantricular sintetizeaza ambii hormoni eliberati de neurohipofiza. Sinteza si secretia hormonilor neurohipofizei se realizeaza in doi timpi.
In primul timp, un precursor hormonal inactiv este sintetizat de celulele specifice hipotalamice si transportat sub forma de granule secretoare, prin tractul hipotalamohipofizar.
in al doilea timp, hormonul activ este separat din precursor in timpul transportului si este stocat in hipofiza posterioara in apropierea locului unde este initiat stimulul hipotalamic. Tractul hipotalamohipofizar are capacitatea de a conduce impulsuri electrice si potentiale de actiune, care elibereaza hormonul in circulatie.
Hipofiza posterioara se formeaza dmtr-o proiectie a suprafetei ntrale dience-falice, motiv pentru care isi pastreaza caracteristicile nervoase. Ea se compune din traiectele nervoase ale celor doi nuclei hipotalamici principali: nucleul supraoptic si nucleul parantricular. Pe langa fibrele nervoase, exista capilare si celule de suport numite pituicite. Caracteristic pentru hipofiza posterioara este vascularizatia extensiva, cu capilare de tip fenestrat ce faciliteaza difuzia hormonilor in circulatie. Neurohipofiza este formata deci, din prelungirile periferice si proiectia inferioara a hipotalamusului spre eminenta mediana. Anatomic, neurohipofizei i se descriu trei parti: eminenta mediana, trunchiul infundibular si procesul infundibular. Tractul hipotalamo-hipofizar formeaza trunchiul infundibular, iar terminatiile acestuia sunt localizate in procesul infundibular.
Anumiti neuroni din nucleii parantricualri au corpul celular mai mic si axonii lor proiecteaza mai mult spre eminenta mediana decat spre neurohipofiza. Acesti neuroni se numesc parvocelulari si sunt raspunzatori pentru nilele ridicate de ADH si ocitocina din eminenta mediana si prin urmare, si din sangele port hipotalamo-hipofizar.

Procesul infundibular contine extremitatile nervoase, specializate ale neuronilor magnocelulari hipotalamici alaturi de celule de suport asemanatoare nevrogliilor, numite pituicite. Eminenta mediana contine nile ridicate de hormoni eliberatori sau inhibitori si reprezinta primul pat capilar din sistemul port hipotalamo-hipofizar (ura 3-l).