垂体按其胚胎发育和功能、形态的不同，分为腺垂体(adenohypophysis)和神经垂体(neurohypophysis)两部分，且以漏斗与下丘脑相连。由于在形态和功能上下丘脑与垂体的联系非常密切，故可将它们看作一个功能单位。
腺垂体是体内最重要的内分泌腺。它由不同的腺细胞分泌七种激素：由生长素细胞分泌生长素（GH）；由促甲状腺激素细胞分泌促甲状腺激素（TSH）；由促肾上腺皮质激素细胞分泌促肾上腺皮质激素（ACTH）与促黑（素细胞）激素（MSH）；由促性腺激素细胞分泌卵泡刺激素（FSH）与黄体生成素（LH）；由催乳素细胞分泌催乳素（PRL）。在腺垂体分泌的激素中，TSH、ACTH、FSH与LH均有各自的靶腺，分别形成：
①下丘脑-垂体-甲状腺轴； ②下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴； ③下丘脑-垂体-性腺轴。
腺垂体的这些激素是通过调节靶腺的活动而发挥作用的，而GH、PRL与MSH则不通过靶腺，分别直接调节个体生长、乳腺发育与泌乳、黑素细胞活动等。所以，腺垂体激素的作用极为广泛而复杂。
不同种类动物的生长激素（GH），其化学结构与免疫性质等有较大差别。人生长激素（human growth hormone，hGH）的化学结构与催乳素类似，故生长激素有弱催乳素作用，而催乳素有弱生长激素作用。
1.生长激素的作用
（1）促进生长作用：机体生长受多种激素的影响，而GH是起关键作用的调节因素。人幼年时期缺乏GH将出现生长停滞，身材矮小，称为侏儒症；如GH过多则患巨人症。人成年后GH过多，由于长骨骨骺已经钙化，长骨不再生长，只能使软骨成分较多的手脚肢端短骨、 面骨及其软组织生长异常， 以至出现手足粗大，鼻大唇厚、下颌突出等症状，称为肢端肥大症。
GH的促生长作用是由于它能促进骨、软骨、肌肉以及其他组织细胞分裂增值，蛋白质合成增加。 离体软骨培养实验发现，将GH加入到去垂体动物的软骨培养液中，对软骨的生长无效，而加入正常动物的血浆却有效， 说明GH对软骨的生长无直接作用，而在正常动物血浆中存在某种有促进生长作用的因子。实验研究证明，GH主要诱导肝产生一种具有促生长作用的肽类物质，称为生长介素（somatomedin，SM），因其化学结构与胰岛素近似，所以又称为胰岛素样生长因子（insulin-like growth factor，IGF）。 目前已分离出两种生长介素，即IGF-1和IGF-2。GH的促生长作用主要是通过IGF-1介导的。IGF-2主要在胚胎期产生，对胎儿的生长起重要作用。
生长介素主要的作用是促进软骨生长，它除了可促进硫酸盐进入软骨组织外，还促进氨基酸进入软骨细胞，增强DNA、RNA和蛋白质的合成，促进软骨组织增值和骨化，使长骨加长。
血中的生长介素绝大部分与生长介素结合蛋白结合，被运送到全身各处。除肝外，肌肉、肾、心与肺等组织也能产生生长介素，可能以旁分泌的方式，在局部起作用。
(2)促进代谢作用：GH可通过生长介素促进氨基酸进入细胞，加速蛋白质合成。GH加速脂肪分解，增强脂肪酸氧化，抑制外周组织摄取和利用葡萄糖，减少葡萄糖的消耗，提高血糖水平。
2.生长激素分泌调节
（1）腺垂体GH分泌受下丘脑GHRH与GHRIH的双重调节，GHRH促进GH分泌，而GHRIH则抑制其分泌。GH呈脉冲式分泌，每隔1～4h出现一次波动，这是由于下丘脑GHRH的脉冲式释放决定的。
（2）睡眠的影响：人在觉醒状态下GH分泌较少，进入慢波睡眠后，GH分泌明显增加， 约在60min左右，血中GH浓度达到高峰。转入异相睡眠后，GH分泌又减少。
（3）代谢因素的影响：血中糖、脂肪酸与氨基酸均能影响GH的分泌，其中以低血糖对GH分泌的刺激最强。
1.对乳腺的作用：PRL引起并维持泌乳，故名催乳素（prolactin，PRL）。
2.对性腺的作用：PRL对卵巢的功能有一定影响， 随着卵泡的发育成熟， 卵泡内的PRL含量逐渐增加，在颗粒细胞上出现PRL受体，PRL与其受体结合，可刺激LH受体生成，促进排卵、黄体生成及孕激素与雌激素的分泌。
3.参与应激反应：在应激状态下，血中PRL浓度升高，而且往往与ACTH和GH浓度的增加一同出现，刺激停止数小时后才逐渐恢复到正常水平。
4.腺垂体PRL的分泌受下丘脑PRF与PIF的双重调节。前者促进PRL分泌，而后者抑制其分泌。
神经垂体激素是指在下丘脑视上核、室旁核产生而储存于神经垂体的升压素（vasopressin，VP或antiduretic hormone，ADH）与催产素（oxytocin，OXT），在适宜的刺激作用下，这两种激素由神经垂体释放进入血液。
实验证明，升压素与催产素是在视上核和室旁核神经元的核蛋白体上先形成激素的前身物质（激素原）， 再裂解成神经垂体激素的，并与同时合成的神经垂体激素运载蛋白（neurophysin）形成复合物，包装于囊泡中， 呈小颗粒状。 在轴突内囊泡以每天2-3mm的速度运送至神经垂体。在适宜刺激的作用下，视上核或室旁核发生兴奋， 神经冲动将沿着下丘脑-垂体束传导至神经垂体中的神经末梢， 使其发生去极化，导致Ca2+内流进入末消内，促使末梢的分泌囊泡经出胞作用而将神经垂体激素与其运载蛋白一并释放进入血液。
1.升压素对正常血压调节无重要作用，但在失血情况下起一定作用。
2.升压素的抗利尿作用明显，可与肾小管膜上特异受体结合， 激活腺苷酸环化酶，形成cAMP，使管腔膜蛋白磷酸化，改变膜的结构，使之对水的通透性增加，促进水的重吸收。
1.对乳腺的作用：哺乳期乳腺不断分泌乳汁，贮存于腺泡中， 当腺泡周围具有收缩性的肌上皮细胞收缩时，腺泡压力增高，使乳汁从腺泡经输乳管由乳头射出。 射乳是一典型的神经内分泌反射：乳头含有丰富的感觉神经末梢，吸吮乳头的感觉信息经传入神经传至下丘脑，使分泌催产素的神经元发生兴奋，神经冲动经下丘脑-垂体束传送到神经垂体，使贮存的催产素释放入血，并作用于乳腺中的肌上皮细胞使之产生收缩， 引起乳汁排出。在射乳反射过程中，血中抗利尿激素浓度毫无变化。在射乳反射的基础上，很容易建立条件反射使母亲见到婴儿或听到其哭声均可引起条件反射性射乳。 催产素除引起乳汁排出外，还有维持哺乳期乳腺不致萎缩的作用。
在射乳反射中，催乳素与催产素的分泌一同增加，而GnRH的释放减少。催乳素分泌增多促进乳汁分泌，对下一次射乳有利。GnRH释放减少引起腺垂体促性腺激素分泌减低，可导致哺乳期月经暂停。GnRH释放减少可能由于吸吮乳头刺激引起下丘脑多巴胺神经元兴奋，释放多巴胺，多巴胺可抑制GnRH的释放；也可能与下丘脑的β-内啡肽有关，它既可促进催乳素分泌，又可抑制GnRH的释放。
2.对子宫的作用：催产素促进子宫肌收缩，但此种作用与子宫的功能状态有关。催产素对非孕子宫的作用较弱，而对妊娠子宫的作用较强。雌激素能增加子宫对催产素的敏感性，而孕激素则相反。催产素可使细胞外Ca2+进入子宫平滑肌细胞内，提高肌细胞内的Ca2+浓度，可能通过钙调蛋白的作用，并在蛋白激酶的参与下，诱发肌细胞收缩。研究表明，催产素虽然能刺激子宫收缩，但它并不是发动分娩子宫收缩的决定因素。在分娩过程中，胎儿刺激子宫颈可引起催产素的释放，将促使子宫进一步收缩。
由于催产素与抗利尿激素的化学结构相似，它们的生理作用有一定程度的交叉。例如，催产素对犬的抗利尿作用相当于抗利尿激素的1/200，而抗利尿激素对大鼠离体子宫的收缩作用为催产素的1/500左右。