Hormonii neurohipofizici oxitocina și vasopresina diferă în structura moleculară și funcția în corpul mamiferelor. Structura moleculară a fiecăruia dintre cei doi hormoni diferă ușor prin două secvențe de aminoacizi. În ciuda ușoarei variații moleculare dintre cei doi hormoni, fiecare are funcții fiziologice foarte diferite. Vasopresina ajută la reglarea concentrațiilor de apă și substanțe dizolvate, în timp ce oxitocina joacă un rol în anumite procese de reproducere. Diferențele dintre aceste substanțe se văd și în mecanismele de dispoziție și de secreție.
Diferențele fiziologice dintre cei doi hormoni similari se datorează ușoarei variații a structurii moleculare. Secvența de aminoacizi a vasopresinei este Cys-Tyr-Phe-Gln-Asn-Cys-Pro-Arg-Gly-NH2, în timp ce oxitocina este Cys-Tyr-Ile-Gln-Asn-Cys-Pro-Leu-Gly-NH2. O pereche de aminoacizi care apar în oxitocină, dar nu în vasopresină este izoleucina (Ile) și leucina (Leu). Combinația de fenilalanină (Phe) și arginină (Arg) este prezentă în vasopresină, dar absentă în oxitocină.
Atât oxitocina, cât și vasopresina sunt sintetizate în hipotalamus și stocate în glanda pituitară posterioară din creier. Cantități variate de hormoni sunt eliberate direct în creier. Restul hormonilor sunt secretați în fluxul sanguin de proteinele purtătoare numite neurofizină.
Spre deosebire de oxitocină, vasopresina joacă un rol important în homeostazia fluidelor din corpul mamiferelor prin reglarea apei, glucozei și sărurilor. Hormonul este denumit în mod obișnuit hormon antidiuretic pentru efectele sale de conservare a apei asupra rinichilor, prin scăderea formării de urină. Secreția de vasopresină este reglată de osmoreceptori atunci când este simulată de factori precum setea, tensiunea arterială și volumul de lichid. Alți stimuli puternici ai secreției de hormon antidiuretic sunt greața și vărsăturile.
Principala diferență între secreția de oxitocină și vasopresină este capacitatea oxitocinei de a se elibera din alte țesuturi, inclusiv din ovare și testicule; în timp ce singura locație de secreție a vasopresinei este glanda pituitară posterioară. Ambele sexe produc oxitocină, dar femeile produc hormonul în cantități mai mari decât bărbații. Oxitocina este eliberată în cantități mari în timpul travaliului și ajută la facilitarea alăptării. La nașterea copilului, oxitocina este secretată atunci când fătul simulează colul uterin și vagin. După eliberarea oxitocinei, contracțiile uterine sunt intensificate pentru a ajuta la inducerea nașterii copilului.
Secreția de oxitocină și vasopresină afectează starea de spirit și comportamentul. Femeile care alăptează tind să aibă niveluri crescute de oxitocină eliberată în lichidul cefalorahidian. Nivelurile crescute de oxitocină la femei au fost asociate cu stabilirea comportamentului matern. Studiile care au implicat creierul animalelor care nu sunt gestante cu perfuzie cu oxitocină arată un comportament matern indus rapid. În loc să inducă comportamentul matern, vasopresina influențează foarte mult comportamentul social și legătura socială.