Aivolisäke, jota ohjaa suoraan hypotalamus, koostuu eri alueista, jotka erittävät hormoneja ja hallitsevat erilaisia kehon prosesseja. Aivolisäkkeen anatomiassa, jota kutsutaan teknisesti hypofysiiksi, on kolme lohkoa osana pavun kokoista rakennetta; etu-, väli- ja takalohko. Kukin tuottaa erillisen sarjan hormoneja ja muodostaa samalla erilaisen rakenneosan rauhasesta. Aivolisäkkeen etuosaa kutsutaan adenohypophysisiksi, kun taas aivolisäkettä kutsutaan neurohpophysisiksi. Nippu hermokuituja reititetään takaosan läpi, joka kulkee aivolisäkkeen etuosan takana; hypotalamuksen hermoaksonit tulevat sitten etuosaan.
Vaikka ne ovat monimutkaisesti yhteydessä aivolisäkkeen anatomiaan, etu- ja takasegmentit ovat peräisin alkion eri alueista. Ne on kuitenkin liitetty monimutkaisesti hermosolujen ja verisuonten verkkoon. Hypotalamuksen hormonit tulevat vereen hypofyseaalisen valtimon kautta ja eri kapillaareihin, jotka johtavat hypotalamus-hypophyseal-portaalin laskimoihin. Nämä haarautuvat aivolisäkkeen etuosan kapillaariverkkoon, jossa aivolisäkkeen hormonit tulevat molemmista osista ja yleiseen verenkiertoon. Verisuonirakenne mahdollistaa myös hypotalamuksen hormonien pääsyn aivolisäkkeen etuosaan, mutta ei suodattumaan yleiseen verenkiertoon.
Aivolisäkkeen päätehtävänä on vapauttaa hormoneja kehoon aivoista. Sen etulohko tuottaa eniten aivolisäkkeen anatomian hormoneja, mukaan lukien kasvua, maidontuotantoa ja lisämunuaisten ja kilpirauhasen stimulointia. Myös muita munasarjoihin ja kiveksiin suunnattuja hormoneja tuotetaan. Aivolisäkkeen välilohko vapauttaa ainetta, joka stimuloi melanosyyttejä, jotka säätelevät ihon pigmentaatiota. Takakehässä tuotetaan hormoni, jonka avulla munuaiset voivat nostaa veden imeytymistä vereen, sekä hormoni, joka hallitsee kohdun supistuksia ja maidontuotantoa.
Mikroskoopilla aivolisäkkeen anatomian nähdään koostuvan kolmesta solutyypistä. Acidofiilit, basofiilit ja kromofobit erottuvat toisistaan niiden kemiallisen koostumuksen ja kussakin solussa olevien hormonien perusteella. Aivolisäke sijaitsee aivojen juuressa sella turcican sisällä, joka on masennus kallon pohjassa. Rakenteeltaan ja koostumukseltaan erilainen aivolisäkkeen anatomia mahdollistaa rauhasen lähettää tarvittavat signaalit kaikille muille hormonaalisen järjestelmän rauhasille monien toimintojen hallitsemiseksi.