Neurohipofizni hormoni oksitocin i vazopresin razlikuju se po molekularnoj strukturi i funkciji unutar tijela sisavaca. Molekularna struktura svakog od dva hormona malo se razlikuje po dvije aminokiselinske sekvence. Unatoč malim molekularnim varijacijama između dva hormona, svaki ima vrlo različite fiziološke funkcije. Vasopresin pomaže u regulaciji koncentracije vode i otopljene tvari, dok oksitocin igra ulogu u određenim reproduktivnim procesima. Razlike između ovih tvari također se vide u raspoloženju i mehanizmima izlučivanja.
Fiziološke razlike između dva slična hormona posljedica su neznatne varijacije molekularne strukture. Aminokiselinska sekvenca vazopresina je Cys-Tyr-Phe-Gln-Asn-Cys-Pro-Arg-Gly-NH2, dok je oksitocin Cys-Tyr-Ile-Gln-Asn-Cys-Pro-Leu-Gly-NH2. Jedan par aminokiselina koji se javlja u oksitocinu, ali ne i u vazopresinu je izoleucin (Ile) i leucin (Leu). Kombinacija fenilalanina (Phe) i arginina (Arg) prisutna je u vazopresinu, ali nema u oksitocinu.
I oksitocin i vazopresin se sintetiziraju u hipotalamusu i pohranjuju u stražnjoj hipofizi u mozgu. Različite količine hormona oslobađaju se izravno u mozak. Ostatak hormona luče u krvotok proteini nosači koji se nazivaju neurofizin.
Za razliku od oksitocina, vazopresin igra važnu ulogu u homeostazi tekućine u tijelu sisavaca reguliranjem vode, glukoze i soli. Hormon se obično naziva antidiuretskim hormonom zbog njegovih učinaka na očuvanje vode na bubrege smanjenjem stvaranja mokraće. Lučenje vazopresina regulirano je osmoreceptorima kada se simulira čimbenicima kao što su žeđ, krvni tlak i volumen tekućine. Drugi snažni poticaji lučenja antidiuretskog hormona su mučnina i povraćanje.
Glavna razlika između lučenja oksitocina i vazopresina je sposobnost oksitocina da se oslobodi iz drugih tkiva uključujući jajnike i testise; dok je jedino mjesto lučenja vazopresina stražnja hipofiza. Oba spola proizvode oksitocin, ali žene proizvode hormon u većim količinama od muškaraca. Oksitocin se oslobađa u velikim količinama tijekom poroda i pomaže u olakšavanju dojenja. Kod rođenja djeteta oksitocin se luči kada fetus simulira cerviks i rodnicu. Nakon što se oksitocin oslobodi, kontrakcije maternice se pojačavaju kako bi se potaknulo rođenje djeteta.
Lučenje oksitocina i vazopresina utječe na raspoloženje i ponašanje. Žene koje doje obično imaju povećane razine oksitocina koji se oslobađa u cerebrospinalnoj tekućini. Povećane razine oksitocina u žena povezane su s utvrđivanjem majčinog ponašanja. Studije koje su uključivale mozgove ne-trudnih životinja s infuzijom oksitocina pokazuju brzo inducirano majčinsko ponašanje. Umjesto da inducira majčino ponašanje, vazopresin uvelike utječe na društveno ponašanje i društvenu povezanost.