A este eje se le puede considerar como una unidad funcional que se encuentra situado dentro del cráneo, en la base del encéfalo. El hipotálamo tiene una función nerviosa y otra endocrina (coordina toda la función hormonal). Elabora hormonas que están relacionadas con la función de la hipófisis. La hipófisis es un pequeña glándula endocrina que cuelga del hipotálamo. Está divida en varios lóbulos. Los que tienen relación con el sistema endocrino son la Adenohipófisis o hipófisis anterior y la Neurohipófisis o hipófisis posterior.
El CRH y la vasopresina se liberan desde las terminaciones nerviosas neurosecretoras de la eminencia media. Son transportadas a la pituitaria anterior a través del sistema portal del tallo hipofisario, donde pueden actuar sinérgicamente para estimular la secreción de la ACTH almacenada en las células corticotropas. La ACTH se transporta por la sangre al córtex adrenal de la glándula suprarrenal, donde estimula rápidamente la biosíntesis de corticoesteroides.
El cortisol producido en el córtex adrenal retroalimenta negativamente el sistema inhibiendo el hipotálamo y la hipófisis. Esto reduce la secreción de CRH y la vasopresión, y también reduce directamente la escisión de proopiomelanocortina en ACTH.
La epinefrina y norepinefrina se producen en la médula adrenal a través de la estimulación simpática.
Los glucocorticoides tienen muchas funciones importantes, incluyendo la modulación de las reacciones de estrés, pero en exceso pueden ser dañinas. Las deficiencias en el hipocampo pueden reducir los recursos disponibles de memoria para ayudar al organismo a formular reacciones apropiadas al estrés. El eje HHA está implicado en la neurobiología de los trastornos emocionales y en enfermedades funcionales, como el trastorno de ansiedad, el trastorno bipolar, el Síndrome por estrés postraumático, la depresión clínica, el burn-out, el Trastorno límite de la personalidad, el síndrome de fatiga crónica y el síndrome del colon irritable