Neuroendokriiniset solut, jotka tunnetaan myös nimellä neurosekretoivat solut, ovat erikoistuneita neuroneja, jotka reagoivat muiden neuronien signaaleihin vapauttamalla hormoneja vereen. Vastaanotettuaan hermosignaalin useimmat neuronit välittävät sähköisiä signaaleja muille neuroneille tai tietyille kehon osille. Neuroendokriiniset solut ovat erilaisia, koska ne vapauttavat kemiallisia signaaleja hormonien muodossa lähettääkseen tietoa koko kehoon. Nämä erikoistuneet solut ovat tärkeitä, koska niiden nimen mukaan ne yhdistävät hermoston ja endokriinisen järjestelmän. Hermosto lähettää sähköisiä signaaleja tietyille kehon osille aistinvaraista kommunikaatiota ja moottorin ohjausta varten, kun taas endokriininen järjestelmä koostuu monista rauhasista, jotka vapauttavat hormoneja vereen säätelyä varten.
Hypotalamus, pieni mutta erittäin tärkeä aivojen osa, on yksi kehon neuroendokriinisen toiminnan ensisijaisista kohdista. Hypotalamuksen eri osat reagoivat sähköisiin ja kemiallisiin signaaleihin ja reagoivat monin eri tavoin lähettämällä lisää kemiallisia tai sähköisiä signaaleja. Aivolisäke ja tärkeä sisäeritysrauhanen, joka on vastuussa monien tärkeiden hormonien vapauttamisesta, on yhdistetty hypotalamukseen. Hypotalamus sisältää monia neuroendokriinisia soluja, jotka vapauttavat tärkeitä säätelykemikaaleja vereen. Jotkut näistä kemikaaleista säätelevät itse aivolisäkkeen hormonitoimintaa.
Ymmärtäminen, että aivot ja hermosto ohjaavat monia endokriinisen järjestelmän kautta vereen vapautuvia kemikaaleja, johti neuroendokrinologian alan muodostumiseen. Neuroendokrinologia on ala, joka koskee neuroendokriinisien solujen tutkimista sekä kaikkia endokriinisen järjestelmän ja hermoston välisiä vuorovaikutuksia. Näiden vuorovaikutusten parempi ymmärtäminen on johtanut molempien järjestelmien täydellisempään ymmärtämiseen. Tämä on tärkeää, koska molempiin järjestelmiin ja niiden välisiin vuorovaikutuksiin liittyy monia erilaisia sairauksia ja häiriöitä.
Esimerkiksi on olemassa useita erilaisia syöpätyyppejä, jotka vaikuttavat neuroendokriinisen järjestelmän neuroendokriinisiin soluihin. Syövän aiheuttama hallitsematon solujakautuminen voi saada neuroendokriinisolut vapauttamaan hormoneja ilman suunnitelmaa tai keskitettyä valvontaa. Tämä signalointikemikaalien hallitsematon vapautuminen heittää kehon kemiallisen tasapainon epäjärjestykseen aiheuttaen monia epämiellyttäviä oireita. Tällaiset kasvaimet voivat aiheuttaa painonnousua tai laihtumista, mielialan vaihteluita, ruoansulatus- tai eritysongelmia tai monia muita ongelmia. Kemikaalien oikea tasapaino hillitsee monia kehon eri prosesseja, joten hallitsematon vapautuminen voi aiheuttaa suuren joukon ongelmia.