La neurosécrétion est le moment où les cellules nerveuses fabriquent, stockent et libèrent des hormones.
Le système hormonal de l'organisme est presque entièrement contrôlé par le système nerveux central. Il le fait normalement en envoyant des impulsions nerveuses le long des axones jusqu'à une glande. Cependant, certaines cellules nerveuses spéciales peuvent fabriquer elles-mêmes des hormones et les délivrer à des glandes qui servent d'organes de stockage. Les neurones du système neuroendocrinien sont de grande taille ; ce sont des mini usines pour la fabrication de produits sécrétoires. Ces cellules sont appelées cellules neurosécrétoires et fabriquent des neurohormones.
La plupart des neurohormones sont sécrétées par les cellules nerveuses de l'hypothalamus du cerveau qui (soit immédiatement, soit après stockage) circulent dans le sang. Elles sont similaires aux cellules et aux glandes endocrines normales car elles régulent à la fois les cellules endocrines et non endocrines.
Il existe également des cellules neuroendocrines dans les glandes surrénales, qui se trouvent juste au-dessus des reins. Elles sont appelées cellules chromaffines, et elles libèrent de l'épinéphrine (adrénaline) et de la norépinéphrine (noradrénaline).