Neiroendokrīnās šūnas, kas pazīstamas arī kā neirosekrēcijas šūnas, ir specializēti neironi, kas reaģē uz citu neironu signāliem, izdalot hormonus asinīs. Saņemot neironu signālu, lielākā daļa neironu pārraida elektriskos signālus uz citiem neironiem vai noteiktām ķermeņa daļām. Neiroendokrīnās šūnas ir atšķirīgas, jo tās izdala ķīmiskos signālus hormonu veidā, lai nosūtītu informāciju visā ķermenī. Šīs specializētās šūnas ir svarīgas, jo, kā norāda to nosaukums, tās saista nervu sistēmu un endokrīno sistēmu. Nervu sistēma sūta elektriskos signālus uz noteiktām ķermeņa daļām sensoriskai saziņai un motora kontrolei, savukārt endokrīno sistēmu veido daudzi dziedzeri, kas regulēšanas nolūkos atbrīvo hormonus asinīs.
Hipotalāms, maza, bet ļoti svarīga smadzeņu daļa, ir viens no primārajiem neiroendokrīnās aktivitātes punktiem organismā. Dažādas hipotalāma daļas reaģē uz elektriskiem un ķīmiskiem signāliem un reaģē dažādos veidos, nosūtot papildu ķīmiskos vai elektriskos signālus. Hipofīze un svarīgs endokrīnais dziedzeris, kas atbild par daudzu svarīgu hormonu izdalīšanos, ir saistīts ar hipotalāmu. Hipotalāmā ir daudzas neiroendokrīnas šūnas, kas atbrīvo svarīgas regulējošas ķīmiskas vielas asinīs. Dažas no šīm ķīmiskajām vielām faktiski regulē pašas hipofīzes endokrīno darbību.
Apziņa, ka daudzas ķīmiskās vielas, kas nonāk asinīs caur endokrīno sistēmu, kontrolē smadzenes un nervu sistēma, noveda pie neiroendokrinoloģijas jomas veidošanās. Neiroendokrinoloģija ir joma, kas nodarbojas ar neiroendokrīno šūnu un visu mijiedarbības starp endokrīno sistēmu un nervu sistēmu izpēti. Uzlabota izpratne par šīm mijiedarbībām ir radījusi pilnīgāku izpratni par abām sistēmām. Tas ir svarīgi, jo ir daudz dažādu slimību un traucējumu, kas saistīti ar abām sistēmām un to savstarpējo mijiedarbību.
Ir, piemēram, vairāki dažādi vēža veidi, kas ietekmē neiroendokrīnās sistēmas šūnas. Vēža izraisītā nekontrolēta šūnu dalīšanās var izraisīt neiroendokrīno šūnu hormonu izdalīšanos bez plāna vai centralizētas kontroles. Šī nekontrolētā signalizācijas ķimikāliju izdalīšanās izjauc ķermeņa ķīmisko līdzsvaru, izraisot daudzus nepatīkamus simptomus. Šādi audzēji var izraisīt svara pieaugumu vai svara zudumu, garastāvokļa svārstības, gremošanas vai ekskrēcijas problēmas vai daudzas citas problēmas. Daudzus dažādus procesus organismā regulē pareizs ķīmisko vielu līdzsvars, tāpēc nekontrolēta izdalīšanās var izraisīt daudz dažādu problēmu.