Neuroendokrinoloogia hõlmab närvisüsteemi ja hormooni ehk endokriinsüsteemi interaktsiooni uurimist. Üks eesmärk on leida viise selle koostoimega seotud haiguste ravimiseks. Teine eesmärk on leida viise, kuidas seda inimeste ja teiste loomade vastasmõju paremini reguleerida.
Enne neuroendokrinoloogia arengut peeti närvi- ja endokriinsüsteemi täiesti eraldiseisvaks. Närvisüsteem kasutab närve teabe edastamiseks kogu kehas ja eelkõige kannab juhiseid ajust lihastesse. Endokriinsüsteem kannab teavet peamiselt veresüsteemi kaudu. See kasutab hormoone, et kontrollida selliseid tegevusi nagu kasv, puberteet ja ainevahetus.
Kuna närvisüsteem edastas juhiseid peaaegu silmapilkselt ja endokriinsüsteem töötas hormoonide aeglase ja järkjärgulise vabanemise kaudu, peeti neid kahte süsteemi ajalooliselt mitteseotuks. Neuroendokrinoloogia väljakujunenud subjektiks muutumise katalüsaatoriks oli arusaam, et hüpofüüsi hormoonide vabastamise viisi kontrollib hüpotalamus. See tähendas, et närvisüsteemi ja endokriinsüsteemi vahel pidi olema seos.
Füüsiline seos kahe süsteemi vahel on hüpotalamuse ja hüpofüüsi eesmise osa vahel. Esimene neist on aju väike osa, mis on osa närvisüsteemist. Viimane on nääre, mis asub aju põhjas ja on osa endokriinsüsteemist. Need kaks on ühendatud veresoonte süsteemi kaudu, mida nimetatakse hüpofüüsi portaalsüsteemiks.
Neuroendokrinoloogia kõige olulisem avastus on see, et mõningaid hormoone toodab hüpotalamus ise, mitte ei pärine näärmetest, näiteks hüpofüüsist. See avastus võimaldas teadlastel uurida erinevaid selgitusi selle kohta, kuidas aju reguleerib tegevust, näiteks kasvu. See tähendas ka, et nad võiksid välja töötada ravimeid, mis olid paremini suunatud nende hormoonide tootmise taastamiseks või stimuleerimiseks.
On palju valdkondi, kus neuroendokrinoloogia on meditsiiniuuringuid aidanud. Näiteks usuvad mõned teadlased, et rasvkoe käitumist ei saa kontrollida ainult endokriinsüsteemi hormoonide kaudu. Nad usuvad, et seda võivad mõjutada ka hüpotalamuse kaudu saadetud signaalid. Kuna nad usuvad, et inimesed, kes söövad ja treenivad üha ebaregulaarsemal või ebatavalisemal ajal, mõjutavad aju rütmitunnet, võib hüpotalamus toota ka rasvkudet mõjutavaid hormoone. Kuigi see on vaid teooria, näitab see, kuidas neuroendokrinoloogia võib tuua välja erinevaid seletusi selle kohta, kuidas närvisüsteemi ja hormoonide vaheline interaktsioon mõjutab keha.
Neuroendokrinoloogia on samuti aidanud paremini diagnoosida haiguste variatsioone. Näiteks Hashimoto türeoidiidina tuntud haigus hõlmab kilpnääret ründavaid antikehi. Hashimoto entsefalopaatia nime all tuntud variant hõlmab antikehi, mis ründavad ka aju neuroneid. Neuroendokrinoloogia uurimine on muutnud teadlastel lihtsamaks nende kahe haiguse, samuti Hashimoto entsefalopaatia ja teiste neuronitega seotud haiguste eristamise.