De hypofyse is een uitpuiling van de hersenen in het bot van de schedelbasis. Hij bestaat uit twee delen:

• De neurohypofyse (achterkwab)
• Adenohypofyse (voorkwab)
• De axonen van de hypothalamus staan in rechtstreeks contact met de neurohypofyse. De adenohypofyse ontvangt zijn bevelen van de hypothalamus via het poortadersysteem.

Neurohypofyse
De neurohypofyse maakt twee hormonen:

• Het antidiuretisch hormoon, ADH (vasopressine). Deze werkt in op de nier en vermindert de productie van urine. De nieren houden meer water vast als ze daarvoor de opdracht krijgen van het ADH. Het bloed wordt iets verdund en daardoor daalt de osmotische waarde van het bloed. De hypothalamus merkt dit verschijnsel op en die geeft nu zijn axonen de opdracht naar de neurohypofyse om geen ADH meer te maken. De nieren gaan zo dus meer urine maken en de osmotische waarde van het bloed stijgt daardoor weer. Als de osmotische waarde van het bloed te hoog wordt, krijgt de neurohypofyse de opdracht van de hypothalamus om ADH te maken en de osmotische waarde van het bloed daalt weer. Deze manier van regelen heet negatieve feedback.
• Oxytocine werkt in op de spieren van de baarmoeder en op de melkklieren. Door oxytocine gaan de spieren van de drachtige baarmoeder samentrekken en wordt het jong uitgedreven. De melkklieren geven melk af. Dit gaat op een bepaalde manier. Als de tepels van een melkproducerend dier worden geprikkeld doordat een jong er aan zit te zuigen, sturen drukgevoelige cellen in de huid van de tepel een signaal naar de hersenen, waar het overgeschakeld wordt naar de hypothalamus. Deze geeft dan via zijn axon de neurohypofyse bevel om oxytocine af te scheiden. Dit zorgt ervoor dat de spiertjes in de melkklieren de melk naar de tepel laten lopen en het jong kan melk drinken.

Het is niet precies bekend welk signaal de hypothalamus ertoe brengt om via de oxytocine-afscheiding de baarmoederspieren aan te zetten tot het uitdrijven van de vrucht. Oxytocine wordt ook door mannelijke dieren gemaakt en laat de spieren van de zaadleider samentrekken bij de ejaculatie.

Adenohypofyse
Zoals benoemd, ontvangt de adenohypofyse zijn signalen van de hypothalamus, door de hormonen die via de poortader aangevoerd worden. Deze hormonen heten releasing factors en inhibiting factors. Een releasing factor zorgt ervoor dat de hypofyse een bepaald hormoon afscheidt en een inhibiting factor laat de hypofyse daarmee stoppen.
De adenohypofyse kan op bevel van de hypothalamus de volgende hormonen aanmaken. Namelijk:

• Prolactine heeft als bekendste actie het stimuleren van de vorming van melk bij zogende moederdieren. Onder invloed van prolactine worden bijvoorbeeld van aminozuren melkeiwitten gemaakt. Prolactine heeft ook nog vele andere functies. Zo stimuleert het in de puberteit mede de vorming van de melkklieren en kliertjes in de voorhuid. Daarnaast stimuleert het de haargroei en werkt het in op de nieren.
• Groeihormoon (ook wel somatotroop hormoon, STH). Het groeihormoon doet in de eerste plaats precies wat de naam al zegt. Het bevordert namelijk de omzet van grondstoffen in bouwstoffen, zoals vetten en eiwitten. Bij jonge dieren die nog in de groei zijn, maakt de hypofyse meer STH aan dan bij volwassen dieren.
• Adreno-cortico-troop hormoon (ACTH). ACTH stimuleert de bijnierschors om bijnierschorshormonen (corticosteroïden) af te geven.
• Melanotroop hormoon (MSH). MSH stimuleert de vorming van pigment in de huid.
• Thyreotroop hormoon (TSH). TSH zet de schildklier aan tot het afgeven van schildklierhormoon.
• Follikelstimulerend hormoon (FSH). FSH zorgt ervoor dat de ovaria nieuwe follikels met eicellen gaan maken. Bij mannelijke dieren zorgt het FSH ook voor een goede vorming van de zaadcellen.
• Luteotroop (of luteostimulerend) hormoon (LH). LH regelt de eisprong (ovulatie) en transformeert de follikels tot het zogenaamde gele lichaampje (corpus luteum). LH wordt bij manneljke dieren ook wel het Interstitiële Cellen Stimulerend Hormoon of ICSH genoemd. Het stimuleert de vorming van testosteron.