Οι ουσιαστικές διαφορές μεταξύ της πρόσθιας και της οπίσθιας υπόφυσης ξεκινούν καθώς κάθε τμήμα σχηματίζεται σε ένα έμβρυο. Η οπίσθια υπόφυση σχηματίζεται από νευρώνες στον εξελισσόμενο υποθάλαμο που σχηματίζεται στη βάση του ανθρώπινου εγκεφάλου, ενώ η πρόσθια υπόφυση σχηματίζεται από τον ιστό του δέρματος που προέρχεται από την οροφή του στόματος. Η πρόσθια υπόφυση γίνεται ενδοκρινής αδένας που παράγει και εκκρίνει ορμόνες για το σώμα και συνδέεται με την οπίσθια υπόφυση όταν σχηματιστεί πλήρως. Εν τω μεταξύ, η οπίσθια υπόφυση παραμένει συνδεδεμένη με τον υποθάλαμο, λειτουργώντας ως αποθήκη ορμονών που παράγονται από τον υποθάλαμο και λαμβάνοντας μηνύματα από αυτόν που ρυθμίζουν πότε οι ορμόνες πρόκειται να απελευθερωθούν προς και μέσω της πρόσθιας υπόφυσης. Αν και τα πρόσθια και οπίσθια όργανα της υπόφυσης συνεργάζονται στενά για τη ρύθμιση των ορμονών, είναι ουσιαστικά δύο διαφορετικά όργανα στη φυσιολογία και τη λειτουργία.
Ο ιατρικός όρος για την υπόφυση είναι η υπόφυση. Αποτελείται από την αδενοϋπόφυση, ή τον πρόσθιο λοβό, και τη νευροϋπόφυση, ή οπίσθιο τμήμα. Και οι δύο ελέγχονται απευθείας από νευρώνες και άξονες αγγελιοφόρους από τον υποθάλαμο και μοιράζονται ένα τοπικό αγγειακό δίκτυο με τον υποθάλαμο. Αυτό το δίκτυο αρτηριών, φλεβών και τριχοειδών αγγείων συνδέεται με την κυκλοφορία του αίματος στο σώμα και μεταφέρει ορμόνες σε άλλα ενδοκρινικά όργανα, όπως ο θυρεοειδής, οι ωοθήκες, τα επινεφρίδια και άλλοι αδένες. Αυτοί οι αδένες στέλνουν επίσης σήματα ανατροφοδότησης στην οπίσθια υπόφυση που ρυθμίζουν τις απελευθερώσεις ορμονών σε σχέση με τις ανάγκες του σώματος.
Οι ορμόνες που αναπτύσσονται στην πρόσθια υπόφυση ρυθμίζουν τις φυσιολογικές διεργασίες που σχετίζονται με την ανάπτυξη, την αναπαραγωγή και το μεταβολισμό. Για παράδειγμα, εκκρίνει ορμόνες όταν λαμβάνει σήμα από τον υποθάλαμο να μεταφέρει αυξητικές ορμόνες στα οστά. ή όταν απελευθερώνεται ωκυτοκίνη από άλλο μέρος του σώματος, το οποίο διεγείρει την πρόσθια υπόφυση να απελευθερώσει ορμόνες για να διεγείρει τις συσπάσεις των αδένων του γάλακτος σε θηλάζουσες μητέρες. Στην πρόσθια υπόφυση, η αδρενοκορτικοτροπική ορμόνη (ACTH) αποστέλλεται στα επινεφρίδια για να διεγείρει την παραγωγή γλυκοκορτικοειδών για να ανταποκριθεί σε αντιδράσεις στρες ή φόβο. Οι απελευθερώσεις ενδορφίνης παράγουν μια αίσθηση ευεξίας για να αντισταθμίσουν τον πόνο ή τα σήματα κινδύνου που προκαλούν απελευθερώσεις αδρεναλίνης.
Η οπίσθια υπόφυση, σε αντίθεση με την πρόσθια, δεν είναι αδένας. αυτό το όργανο είναι μια συλλογή αγγειακών δικτύων και νευρικών οδών από τον υποθάλαμο στην πρόσθια υπόφυση. Δεν παράγει ορμόνες. Μάλλον, τα αποθηκεύει για τον υποθάλαμο, ο οποίος μπορεί να τα εκκρίνει όταν τους δίνεται η ένδειξη ότι λειτουργούν σε συνδυασμό με άλλες ορμόνες της πρόσθιας υπόφυσης. Από την αποθήκευση στο πίσω μέρος, οι ορμόνες αγγειοπρεσίνης που ρυθμίζουν την κατακράτηση νερού με τα νεφρά ή που μπορούν να αυξήσουν την αρτηριακή πίεση μπορούν να απελευθερωθούν με υποθαλαμικό σήμα.
Κάτω από ηλεκτρονικά μικροσκόπια υψηλής ισχύος, οι φυσιολογικές διαφορές μεταξύ του πρόσθιου και του οπίσθιου κυττάρου της υπόφυσης είναι άμεσα εμφανείς. Τα κύτταρα του πρόσθιου είναι σαφώς ενδοκρινικά κύτταρα και τα κύτταρα του οπίσθιου είναι σαφώς νευρικά κύτταρα. Οι έλεγχοι της πρόσθιας και της οπίσθιας υπόφυσης δείχνουν επίσης ότι η πρόσθια ελέγχεται από αιματογενείς παράγοντες απελευθέρωσης από τον υποθάλαμο, ενώ τα νευρικά σήματα ελέγχουν την οπίσθια υπόφυση.