Τα νευροενδοκρινικά κύτταρα, γνωστά και ως νευροεκκριτικά κύτταρα, είναι εξειδικευμένοι νευρώνες που ανταποκρίνονται στα σήματα άλλων νευρώνων απελευθερώνοντας ορμόνες στο αίμα. Με τη λήψη ενός νευρικού σήματος, οι περισσότεροι νευρώνες μεταδίδουν ηλεκτρικά σήματα σε άλλους νευρώνες ή σε συγκεκριμένα μέρη του σώματος. Τα νευροενδοκρινικά κύτταρα είναι διαφορετικά επειδή απελευθερώνουν χημικά σήματα με τη μορφή ορμονών για την αποστολή πληροφοριών σε όλο το σώμα. Αυτά τα εξειδικευμένα κύτταρα είναι σημαντικά επειδή, όπως υπονοείται από το όνομά τους, συνδέουν το νευρικό σύστημα με το ενδοκρινικό σύστημα. Το νευρικό σύστημα στέλνει ηλεκτρικά σήματα σε ορισμένα μέρη του σώματος για αισθητηριακή επικοινωνία και για κινητικό έλεγχο, ενώ το ενδοκρινικό σύστημα αποτελείται από πολλούς αδένες που απελευθερώνουν ορμόνες στο αίμα για ρυθμιστικούς σκοπούς.
Ο υποθάλαμος, ένα μικρό αλλά πολύ σημαντικό μέρος του εγκεφάλου, είναι ένα από τα κύρια σημεία της νευροενδοκρινικής δραστηριότητας στο σώμα. Διαφορετικά μέρη του υποθαλάμου ανταποκρίνονται σε ηλεκτρικά και χημικά σήματα και ανταποκρίνονται με μεγάλη ποικιλία τρόπων στέλνοντας περαιτέρω χημικά ή ηλεκτρικά σήματα. Η υπόφυση, και σημαντικός ενδοκρινής αδένας υπεύθυνος για την απελευθέρωση πολλών σημαντικών ορμονών, συνδέεται με τον υποθάλαμο. Ο υποθάλαμος περιέχει πολλά νευροενδοκρινικά κύτταρα που απελευθερώνουν σημαντικές ρυθμιστικές χημικές ουσίες στο αίμα. Μερικές από αυτές τις χημικές ουσίες ρυθμίζουν πραγματικά την ενδοκρινή δραστηριότητα της ίδιας της υπόφυσης.
Η συνειδητοποίηση ότι πολλές από τις χημικές ουσίες που απελευθερώνονται στο αίμα μέσω του ενδοκρινικού συστήματος ελέγχονται από τον εγκέφαλο και το νευρικό σύστημα οδήγησε στο σχηματισμό του πεδίου της νευροενδοκρινολογίας. Η νευροενδοκρινολογία είναι το πεδίο που ασχολείται με τη μελέτη των νευροενδοκρινών κυττάρων και όλων των αλληλεπιδράσεων μεταξύ του ενδοκρινικού συστήματος και του νευρικού συστήματος. Η αυξημένη κατανόηση αυτών των αλληλεπιδράσεων έχει οδηγήσει σε πληρέστερη κατανόηση και των δύο συστημάτων. Αυτό είναι σημαντικό γιατί υπάρχουν πολλές διαφορετικές ασθένειες και διαταραχές που σχετίζονται και με τα δύο συστήματα και με τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ τους.
Υπάρχουν, για παράδειγμα, αρκετοί διαφορετικοί τύποι καρκίνου που επηρεάζουν τα νευροενδοκρινικά κύτταρα στο νευροενδοκρινικό σύστημα. Η ανεξέλεγκτη κυτταρική διαίρεση που προκαλείται από τον καρκίνο μπορεί να προκαλέσει στα νευροενδοκρινικά κύτταρα να απελευθερώσουν ορμόνες χωρίς σχέδιο ή κεντρικό έλεγχο. Αυτή η ανεξέλεγκτη απελευθέρωση χημικών σηματοδότησης ρίχνει τη χημική ισορροπία του σώματος σε κατάσταση αταξίας, προκαλώντας πολλά δυσάρεστα συμπτώματα. Τέτοιοι όγκοι μπορούν να προκαλέσουν αύξηση βάρους ή απώλεια βάρους, μεταβολές της διάθεσης, πεπτικά ή εκκριτικά προβλήματα ή πολλά άλλα προβλήματα. Πολλές διαφορετικές διαδικασίες στο σώμα μετριούνται από την κατάλληλη ισορροπία των χημικών, οπότε η ανεξέλεγκτη απελευθέρωση μπορεί να προκαλέσει μια τεράστια σειρά προβλημάτων.