Die Drüsen des endokrinen Systems sondern Hormone in den Blutstrom ab, um das innere Gleichgewicht aufrechtzuerhalten und den Stoffwechsel zu regeln. Hypothalamus und Hirnanhangsdrüse sind die Befehls-und Regelzentren, die Hormone an andere Drüsen und den ganzen Körper abgeben. Schilddrüse und Nebenschilddrüsen, Nebennieren und Zirbeldrüse (Hypophyse) gehören auch zu den primären endokrinen Drüsen, die den Blutspiegel verschiedener Substanzen sowie Stoffwechsel, Wachstum, Schlafzyklus und weitere Prozesse regeln. Organe wie die Bauchspeicheldrüse sondern im Rahmen des endokrinen Systems ebenfalls Hormone ab. Zu den sekundären endokrinen Organen zählen beispielsweise die Keimdrüsen, die Nieren und der Thymus (Bries).
Hypothalamus und Hirnanhangdrüse gehören zum sogenannten Zwischenhirn oder Dienzephalon. Der Hypothalamus ist das Bindeglied zwischen dem Nervensystem und dem endokrinen System. Es erhält und verarbeitet Signale von anderen Gehirnbereichen und Bahnen und wandelt sie in Hormone um, die chemischen Botenstoffe des endokrinen Systems. Diese Hormone gelangen zur Hirnanhangdrüse, die über den sogenannten Hypophysenstiel (Infundibulum) mit dem Hypothalamus verbunden ist. Während einige Hormone in der Hirnanhangdrüse zwischengespeichert und erst zu einem späteren Zeitpunkt freigesetzt werden, regen andere sie an, eigene Hormone abzusondern. Die von Hypothalamus und Hirnanhangdrüse freigesetzten Hormone regeln die anderen endokrinen Drüsen und alle wichtigen inneren Körpervorgänge.
Die wie ein kleiner Kiefernzapfen aussehende Zirbeldrüse liegt im dorsalen Anteil des Zwischenhirns. Als unpaarige, offensichtlich einzigartige Struktur nahe der Hirnmitte hat die Zirbeldrüse auch schon in der Vergangenheit Faszination ausgeübt. Im 17. Jahrhundert meinte der französische Philosoph René Descartes, dass sich hier der „Sitz der Seele“ befinden müsste. Möglicherweise leitete sich dieser Gedankengang von der Rolle der Zirbeldrüse beim Schlaf ab. Nachts, d. h. bei Dunkelheit, sondert die Zirbeldrüse das Hormon Melatonin ab. Melatonin regelt sowohl das zirkadiane (tägliche) als auch saisonale Schlafmuster. Wenn morgens Licht auf das Auge trifft, senden Photorezeptoren in der Netzhaut Signale an die Zirbeldrüse, die daraufhin die Melatoninproduktion drosselt.
Die Schilddrüse liegt im Halsbereich direkt unterhalb des Kehlkopfes und wird von größeren Arterien mit zahlreichen Ästen sowie einem dichten Kapillarnetz versorgt. Die von der Schilddrüse gebildeten Hormone Thyroxin (T4) und Trijodthyronin (T3) werden vom Blutstrom im gesamten Körper verteilt und steigern den Stoffwechsel, die Nutzung des Blutzuckers sowie die Eiweißsynthese und Entwicklung des Nervensystems. Weiterhin setzt die Schilddrüse auch Kalzitonin frei, das das Kalziumgleichgewicht im Körper aufrechterhält, indem es bei einem zu hohen Kalziumspiegel das Kalzium aus dem Blut entfernt und in den Knochen ablagert. Auf der Rückseite der Schilddrüse finden sich sehr viel kleinere eigenständige Drüsen: Die Nebenschilddrüsen. Üblicherweise gibt es vier Nebenschilddrüsen, die paarig links und rechts am oberen und unteren Schilddrüsenpol liegen. Sie sondern das Parathormon (PTH) ab, das das Knochengewebe zur Freisetzung von Kalzium in den Blutstrom stimuliert, wenn der Kalziumspiegel im Blut zu niedrig ist. Durch das PTH scheiden die Nieren auch weniger Kalzium in den Harn aus, was seinerseits den Kalziumspiegel im Blut erhöht. Durch ihre einander ergänzende Wirkung halten Kalzitonin und PTH die Kalziumkonzentration im Blut im Gleichgewicht, was zu den am engsten geregelten physiologischen Parametern des Körpers gehört.
Bei den Nebennieren handelt es sich um pyramidenartige Organe, die jeder Niere jeweils oben aufsitzen. Jede Nebenniere weist zwei Strukturen auf: Die äußere Nebennierenrinde und das innere Nebennierenmark. Die Nebennierenrinde besteht aus einem Netz von feinem Bindegewebe, das den Großteil der Drüse einnimmt. Es sondert eine Reihe von Steroidhormonen ab. Glukokortikoide wie das Kortisol regeln den Eiweiß- und Blutzuckerspiegel. Mineralkortikoide wie das Aldosteron regeln die Salz- und Wasserkonzentration. In geringer Menge sondert die Nebennierenrinde sowohl bei Mann und Frau Gonadokortikoide (Androgene und Östrogene) ab. Das Nebennierenmark produziert Adrenalin (Epinephrin) und Noradrenalin (Norepinephrin – NE). Diese Wirkstoffe unterstützen den Reflex „Kampf oder Flucht“, mit dem der Körper anfänglich auf eine Bedrohung reagiert.
Einige Organe anderer Körpersysteme sondern ebenfalls Hormone ab und gelten daher als „sekundäre Organe“ des endokrinen Systems. Beispielsweise gehört die Bauchspeicheldrüse zum Verdauungssystem. Ihr Speichel fließt durch den Ausführungsgang der Drüse in den Dünndarm ab. Doch liegen im Inneren der Bauchspeicheldrüse auch kleine Zellgruppen, die sogenannten Inseln (oder Langerhans-Zellen), die Hormone in den Blutstrom freisetzen. Der Anteil dieser Inseln am Gesamtgewebe der Bauchspeicheldrüse liegt unter 2 %, doch regeln sie als hochspezialisierte Zellen den Glukosespiegel im Blut (Blutzucker). Bei einer niedrigen Blutzuckerkonzentration setzen die Alphazellen der Inseln Glukagon frei. Glukagon regt die Leber zur Glykogenspaltung und Freisetzung von Glukose in den Blutstrom an. Bei hohem Blutzuckerspiegel setzen die Betazellen in den Inseln Insulin frei, was den Einbau des Blutzuckers in die Zellen verstärkt.
