Η υπόφυση είναι ένας αδένας στο μέγεθος μπιζελιού, που βρίσκεται σε μια εσοχή της βάσης του κρανίου, το βόθρο της υπόφυσης. Το οστικό υπόβαθρο του βόθρου της υπόφυσης είναι το τουρκικό εφίππιο, μια περιοχή του σφηνοειδούς οστού ανάμεσα στην πρόσθια και την οπίσθια κλινοειδή απόφυση. Η υπόφυση χωρίζεται σε έναν πρόσθιο και έναν οπίσθιο λοβό. Και οι δύο λοβοί της υπόφυσης βρίσκονται κάτω από τον έλεγχο του υποθαλάμου, μιας περιοχής του εγκεφάλου που εποπτεύει τις λειτουργίες του αυτόνομου νευρικού συστήματος. Η υπόφυση συνδέεται με τον υποθάλαμο μέσω του μίσχου της υπόφυσης.

Ο πρόσθιος λοβός της υπόφυσης ονομάζεται και αδενοϋπόφυση. Τα αδενικά κύτταρα του προσθίου λοβού παράγουν ένα πλήθος ορμονών, που ελέγχουν σημαντικές λειτουργίες του ανθρώπινου σώματος. Οι ορμόνες αυτές είναι :

• η αυξητική ή σωματοτρόπος ορμόνη (GH, Growth Hormone) που προάγει την ανάπτυξη του σώματος.
• η θυρεοειδοτρόπος ορμόνη ή θυρεοτροπίνη (TSH, Thyroid-Stimulating Hormone) που διεγείρει το θυρεοειδή αδένα για παραγωγή θυρεοειδικών ορμονών.
• η ωοθυλακιοτρόπος ορμόνη (FSH, Follicle-Stimulating Hormone), η οποία στη γυναίκα προάγει την ωρίμανση των ωοθυλακίων, ενώ στον άνδρα προάγει την ωρίμανση των σπερματοκυττάρων.
• η ωχρινοποιητική ορμόνη (LH, Luteinizing Hormone), η οποία στην γυναίκα προάγει την ωοθυλακιορρηξία και την έκκριση οιστρογόνων από τις ωοθήκες, ενώ στον άνδρα προάγει την έκκριση τεστοστερόνης από τους όρχεις. Οι ορμόνες FSH και LH καλούνται γοναδοτροπίνες.
• η φλοιοεπινεφριδιοτρόπος ορμόνη ή αδρενοκορτικοτρόπος ορμόνη ή κορτικοτροπίνη (ACTH, Adrenocorticotropic Hormone) που διεγείρει τα επινεφρίδια για την παραγωγή κορτιζόλης, αλδοστερόνης και ανδρογόνων.
• η προλακτίνη (PRL, Prolactin) που προάγει τη παραγωγή γάλακτος από τους γαλακτοφόρους αδένες του μαστού.

Μέσω ενός αγγειακού δικτύου κατά μήκος του μίσχου της υπόφυσης, του πυλαίου συστήματος, ορμονικές ουσίες από τον υποθάλαμο μεταφέρονται στην αδενοϋπόφυση και επηρεάζουν τη λειτουργία της. Αυτές είναι

• Η σωματοεκλυτίνη (GHRH, Growth Hormone Releasing Hormone, ορμόνη εκλυτική της έκκρισης GH), η οποία επάγει την έκκριση GH από την αδενοϋπόφυση
• Η θυρεοεκλυτίνη (TRH, Thyrotropin Releasing Hormone, ορμόνη εκλυτική της έκκρισης TSH), η οποία επάγει την έκκριση της TSH από την αδενοϋπόφυση
• Η γοναδοεκλυτίνη (GnRH, Gonadotropin Releasing Hormone, ορμόνη εκλυτική της έκκρισης FSH και LH), η οποία επάγει την έκκριση των γοναδοτροπινών (δηλαδή της FSH και της LH) από την αδενοϋπόφυση
• Η κορτικοεκλυτίνη (CRH, Corticotropin Releasing Hormone, ορμόνη εκλυτική της έκκρισης ACTH), η οποία επάγει την έκκριση ACTH από την αδενοϋπόφυση
• Η ντοπαμίνη (Dopamine, PIF, Prolactin Inhibiting Factor, ορμόνη ανασταλτική της έκκρισης PRL), η οποία αναστέλλει την έκκριση PRL από την αδενοϋπόφυση

Ο οπίσθιος λοβός της υπόφυσης ονομάζεται και νευροϋπόφυση. Δεν αποτελείται από αδενικά κύτταρα, αλλά αποτελεί στην ουσία προέκταση νευρικών κυττάρων του υπεροπτικού και παρακοιλιακού πυρήνα του υποθαλάμου. Ο οπίσθιος λοβός της υπόφυσης παράγει τις ορμόνες :

• ωκυτοκίνη, η οποία προάγει τις συσπάσεις της μήτρας κατά τον τοκετό και βοηθά στο θηλασμό
• αντιδιουρητική ορμόνη (ADH, Antidiuretic Hormone ή αλλιώς βαζοπρεσσίνη), η οποία περιορίζει την αποβολή νερού από τους νεφρούς.

Σε πολλά ζώα διακρίνεται και ένας μέσος λοβός. Στον άνθρωπο ο μέσος λοβός αποτελεί μια μικρή στιβάδα κυττάρων προσκολλημένη στην αδενοϋπόφυση. Τα κύτταρα αυτά έχουν ειδικευτεί στην παραγωγή της μελανινοτρόπου ορμόνης (MSH, Melanocyte-Stimulating Hormone), η οποία επάγει την παραγωγή μελανίνης από τα μελανινοκύτταρα του δέρματος.