Neuroendokrinologiassa tutkitaan tapaa, jolla hermosto on vuorovaikutuksessa hormonin tai endokriinisen järjestelmän kanssa. Yksi tavoite on löytää tapoja hoitaa tähän vuorovaikutukseen liittyviä sairauksia. Toinen tavoite on löytää tapoja säätää paremmin tätä vuorovaikutusta ihmisissä ja muissa eläimissä.
Ennen kuin neuroendokrinologia kehittyi, hermo- ja hormonitoimintaa pidettiin täysin erillisinä. Hermosto käyttää hermoja tiedon kuljettamiseen ympäri kehoa ja kuljettaa erityisesti ohjeita aivoista lihaksiin. Endokriininen järjestelmä kuljettaa tietoa pääasiassa verijärjestelmän kautta. Se käyttää hormoneja hallitsemaan toimintaa, kuten kasvua, murrosikää ja aineenvaihduntaa.
Kun hermosto välitti ohjeet lähes välittömästi ja endokriininen järjestelmä toimi hitaasti, asteittain vapauttamalla hormoneja, näitä kahta järjestelmää pidettiin historiallisesti toisiinsa liittymättöminä. Neuroendokrinologian vakiintuneena katalyyttinä oli oivallus, että hypotalamus ohjaa tapaa, jolla aivolisäke vapauttaa hormoneja. Tämä tarkoitti, että hermoston ja endokriinisen järjestelmän välillä oli oltava yhteys.
Fyysinen yhteys näiden kahden järjestelmän välillä on hypotalamuksen ja aivolisäkkeen etuosan välillä. Ensimmäinen on pieni osa aivoja, joka on osa hermostoa. Jälkimmäinen on rauhanen, joka sijaitsee aivojen pohjassa ja on osa hormonitoimintaa. Nämä kaksi ovat yhteydessä verisuonijärjestelmän kautta, joka tunnetaan hypophyseal -portaalijärjestelmänä.
Neuroendokrinologian merkittävin löytö on, että jotkut hormonit tuottavat itse hypotalamus sen sijaan, että ne olisivat peräisin rauhasista, kuten aivolisäkkeestä. Tämä löytö antoi tutkijoille mahdollisuuden tutkia erilaisia selityksiä siitä, miten aivot säätelevät toimintaa, kuten kasvua. Se tarkoitti myös sitä, että he voisivat kehittää lääkkeitä, jotka olisivat paremmin kohdistettuja näiden hormonien tuotannon palauttamiseen tai stimuloimiseen.
Neuroendokrinologia on auttanut lääketieteellistä tutkimusta lukuisilla aloilla. Esimerkiksi jotkut tutkijat uskovat, että rasvakudoksen käyttäytymistä ei ehkä hallita pelkästään endokriinisen järjestelmän hormonien avulla. He uskovat, että siihen voivat vaikuttaa myös hypotalamuksen kautta lähetetyt signaalit. Koska he uskovat, että ihmiset, jotka syövät ja harrastavat yhä epäsäännöllisempää tai epätavallista aikaa, vaikuttavat aivojen rytmitajuun, hypotalamus voi myös tuottaa hormoneja, jotka vaikuttavat rasvakudokseen. Vaikka tämä on vain teoria, se osoittaa, kuinka neuroendokrinologia voi esittää erilaisia selityksiä siitä, miten hermoston ja hormonien välinen vuorovaikutus vaikuttaa kehoon.
Neuroendokrinologia on myös auttanut diagnosoimaan paremmin sairauksien vaihteluita. Esimerkiksi sairauteen, joka tunnetaan nimellä Hashimoton kilpirauhastulehdus, liittyy vasta -aineita, jotka hyökkäävät kilpirauhasen kimppuun. Muunnelma, joka tunnetaan nimellä Hashimoton enkefalopatia, sisältää vasta -aineita, jotka hyökkäävät myös aivojen neuroneihin. Neuroendokrinologian tutkimus on helpottanut tutkijoiden erottamista näiden kahden sairauden välillä sekä Hashimoton enkefalopatian ja muiden hermosoluihin liittyvien sairauksien välillä.