Cuando recibe un estímulo, una neurona puede emitir un compuesto químico que tiene como objetivo no otra neurona cercana (como en el caso de los neurotransmisores) sino un órgano o un conjunto de células específicas en las que provocará una reacción como si fuera una hormona. Este compuesto químico se denomina neurohormona. Es el caso, por ejemplo, de la GnRH que actúa sobre la hipófisis para regular el nivel de las hormonas sexuales o de la vasopresina cuya acción sobre el riñón tiene como finalidad el aumento de la tensión arterial.