Olennaiset erot aivolisäkkeen etu- ja takaosan välillä alkavat, kun kukin osa muodostuu alkioksi. Aivolisäkkeen takaosa muodostuu kehittyvän hypotalamuksen neuroneista, jotka muodostuvat ihmisen aivojen pohjalle, kun taas aivolisäkkeen etuosa muodostuu ihokudoksesta, joka on peräisin suun katosta. Aivolisäkkeen etuosasta tulee endokriininen rauhanen, joka tuottaa ja erittää hormoneja keholle ja muodostaa yhteyden aivolisäkkeeseen, kun se on täysin muodostunut. Samaan aikaan aivolisäkkeen takaosa pysyy yhteydessä hypotalamukseen, joka toimii hypotalamuksen tuottamien hormonien varastona ja vastaanottaa sieltä viestejä, jotka säätelevät, milloin hormonit vapautetaan aivolisäkkeen etuosaan ja sen kautta. Vaikka aivolisäkkeen etu- ja taka -elimet toimivat läheisesti yhdessä hormonien säätelemiseksi, ne ovat olennaisesti kaksi eri elintä fysiologiassa ja toiminnassa.
Aivolisäkkeen lääketieteellinen termi on hypofysiikka. Se koostuu adenohypophysisistä tai etulohkoista ja neurohypophysisistä tai takaosasta. Molempia ohjaavat suoraan neuronit ja aksonin lähettimen reitit hypotalamuksesta, ja ne jakavat paikallisen verisuoniverkoston hypotalamuksen kanssa. Tämä valtimoiden, laskimoiden ja kapillaarien verkosto yhdistyy kehon verenkiertoon ja kuljettaa hormoneja muihin hormonitoimintaa harjoittaviin elimiin, kuten kilpirauhasen, munasarjojen, lisämunuaisen ja muiden rauhasien. Nämä rauhaset lähettävät myös palautesignaaleja aivolisäkkeen takaosaan, jotka säätelevät hormonien vapautumista suhteessa kehon tarpeisiin.
Aivolisäkkeen etuosassa kehitetyt hormonit säätelevät kasvuun, lisääntymiseen ja aineenvaihduntaan liittyviä fysiologisia prosesseja. Esimerkiksi se erittää hormoneja, kun se saa signaalin hypotalamuksesta toimittaa kasvuhormoneja luuhun; tai kun oksitosiinia vapautuu toisesta kehon osasta, mikä stimuloi aivolisäkkeen etuosaa vapauttamaan hormoneja, jotka stimuloivat maitorauhasen supistumista imettävillä äideillä. Aivolisäkkeen etuosassa adrenokortikotrooppinen hormoni (ACTH) lähetetään lisämunuaisiin stimuloimaan glukokortikoidien tuotantoa stressireaktioiden tai pelon vuoksi. Endorfiinien vapautumiset tuottavat hyvänolon tunteen, joka tasapainottaa kipua tai vaarasignaaleja, jotka laukaisevat adrenaliinin vapautumisen.
Aivolisäkkeen takaosa, toisin kuin etuosa, ei ole rauhanen; tämä elin on kokoelma verisuoniverkostoa ja hermoreittejä hypotalamuksesta aivolisäkkeen etuosaan. Se ei tuota hormoneja; pikemminkin se tallentaa ne hypotalamukselle, joka voi erittää ne, kun ne osoitetaan toimivan yhdessä muiden aivolisäkkeen etuosan hormonien kanssa. Takaosan varastosta hypotalamuksen signaalin avulla voidaan vapauttaa vasopressiinihormoneja, jotka säätelevät nesteen kertymistä munuaisiin tai jotka voivat nostaa verenpainetta.
Suuritehoisilla elektronimikroskoopeilla aivolisäkkeen etu- ja takaosan solujen väliset fysiologiset erot näkyvät helposti. Etuosan solut ovat selvästi endokriinisia soluja ja takaosan solut ovat selvästi hermosoluja. Aivolisäkkeen etu- ja takaosan kontrollit osoittavat myös, että eturauhasta ohjaavat hypotalamuksen verestä vapautuvat tekijät, kun taas hermosignaalit ohjaavat aivolisäkkeen takaosaa.