I tre principali assi ormonali, fondamentali nella regolazione neuroendocrina (spesso citati nella PNEI), sono l'asse ipotalamo-ipofisi-surrene (HPA), l'asse ipotalamo-ipofisi-tiroide (HPT) e l'asse ipotalamo-ipofisi-gonadi (HPG). Questi sistemi integrano i segnali del cervello con la periferia, controllando rispettivamente stress/metabolismo, funzione tiroidea e riproduzione.
Gli ormoni sessuali estrogeni e testosterone controllano, tra l'altro, il desiderio sessuale e la riproduzione. Il cortisolo, l'ormone dello stress, mette il tuo corpo in allerta e può diventare pericoloso se sei sotto stress costantemente.
E' la sede in cui si verificano le connessioni tra sistema nervoso centrale e sistema endocrino. L'ipotalamo fornisce precisi segnali all'ipofisi, stimolando la produzione e l'ingresso nel sangue degli ormoni ipofisari.