Neuroendokrine stanice, također poznate kao neurosekretorne stanice, specijalizirani su neuroni koji reagiraju na signale drugih neurona otpuštanjem hormona u krv. Nakon primanja neuralnog signala, većina neurona prenosi električne signale drugim neuronima ili određenim dijelovima tijela. Neuroendokrine stanice su različite jer oslobađaju kemijske signale u obliku hormona za slanje informacija u cijelo tijelo. Ove specijalizirane stanice važne su jer, kao što im ime implicira, povezuju živčani i endokrini sustav. Živčani sustav šalje električne signale određenim dijelovima tijela za senzornu komunikaciju i motoričku kontrolu, dok se endokrini sustav sastoji od mnogih žlijezda koje otpuštaju hormone u krv u regulatorne svrhe.
Hipotalamus, mali, ali vrlo važan dio mozga, jedna je od primarnih točaka neuroendokrinog djelovanja u tijelu. Različiti dijelovi hipotalamusa reagiraju na električne i kemijske signale i reagiraju na razne načine slanjem daljnjih kemijskih ili električnih signala. Hipofiza i važna endokrina žlijezda odgovorna za oslobađanje mnogih važnih hormona povezana je s hipotalamusom. Hipotalamus sadrži mnoge neuroendokrine stanice koje oslobađaju važne regulatorne kemikalije u krv. Neke od ovih kemikalija zapravo reguliraju endokrinu aktivnost same hipofize.
Spoznaja da mnoge kemikalije koje se ispuštaju u krv kroz endokrini sustav kontroliraju mozak i živčani sustav dovela je do formiranja polja neuroendokrinologije. Neuroendokrinologija je područje koje se bavi proučavanjem neuroendokrinih stanica i svih interakcija između endokrinog sustava i živčanog sustava. Povećano razumijevanje ovih interakcija dovelo je do potpunijeg razumijevanja oba sustava. To je važno jer postoji mnogo različitih bolesti i poremećaja povezanih s oba sustava i među njima.
Postoji, na primjer, nekoliko različitih vrsta raka koji utječu na neuroendokrine stanice u neuroendokrinom sustavu. Nekontrolirana dioba stanica uzrokovana rakom može uzrokovati da neuroendokrine stanice otpuštaju hormone bez plana ili centralizirane kontrole. Ovo nekontrolirano oslobađanje signalnih kemikalija dovodi kemijsku ravnotežu tijela u stanje nereda, uzrokujući mnoge neugodne simptome. Takvi tumori mogu uzrokovati debljanje ili gubitak težine, promjene raspoloženja, probleme s probavom ili izlučivanjem ili mnoge druge probleme. Mnogi različiti procesi u tijelu moderirani su pravilnom ravnotežom kemikalija, tako da nekontrolirano oslobađanje može uzrokovati široku lepezu problema.