下丘脑与脑垂体的关系分为下丘脑-腺垂体和下丘脑-神经垂体两种。

下丘脑分泌的激素通过血液系统进入垂体，通过激素水平的调节，可以控制人体的生长、乳腺的分泌、糖激素的分泌、黑色素的分泌、生殖器生长和甲状腺素分泌。下丘脑-神经垂体关系是从下丘脑发出的神经纤维直接进入垂体，下丘脑分泌的抗利尿激素和催产素通过神经纤维运输到脑垂体，在机体需要时释放调节机体的激素水平。