Hormon neurohipofisis oksitosin dan vasopresin berbeda dalam struktur molekul dan fungsi dalam tubuh mamalia. Struktur molekul masing-masing dari dua hormon sedikit berbeda dengan dua urutan asam amino. Meskipun sedikit variasi molekuler antara kedua hormon, masing-masing memiliki fungsi fisiologis yang sangat berbeda. Vasopresin membantu mengatur konsentrasi air dan zat terlarut, sedangkan oksitosin berperan dalam proses reproduksi tertentu. Perbedaan antara zat-zat ini juga terlihat dalam suasana hati dan mekanisme sekresi.
Perbedaan fisiologis antara dua hormon yang serupa disebabkan oleh sedikit variasi struktur molekul. Urutan asam amino vasopresin adalah Cys-Tyr-Phe-Gln-Asn-Cys-Pro-Arg-Gly-NH2, sedangkan oksitosin adalah Cys-Tyr-Ile-Gln-Asn-Cys-Pro-Leu-Gly-NH2. Sepasang asam amino yang terjadi pada oksitosin tetapi bukan vasopresin adalah isoleusin (Ile) dan leusin (Leu). Kombinasi fenilalanin (Phe) dan arginin (Arg) hadir dalam vasopresin tetapi tidak ada dalam oksitosin.
Baik oksitosin dan vasopresin disintesis di hipotalamus dan disimpan di kelenjar hipofisis posterior di otak. Berbagai jumlah hormon dilepaskan langsung ke otak. Sisa hormon disekresikan ke dalam aliran darah oleh protein pembawa yang disebut neurophysin.
Tidak seperti oksitosin, vasopresin memainkan peran penting dalam homeostasis cairan dalam tubuh mamalia dengan mengatur air, glukosa dan garam. Hormon ini sering disebut sebagai hormon antidiuretik karena efek konservasi airnya pada ginjal dengan mengurangi pembentukan urin. Sekresi vasopresin diatur oleh osmoreseptor ketika disimulasikan oleh faktor-faktor seperti rasa haus, tekanan darah dan volume cairan. Rangsangan kuat lain dari sekresi hormon antidiuretik adalah mual dan muntah.
Perbedaan utama antara sekresi oksitosin dan vasopresin adalah kemampuan oksitosin untuk melepaskan diri dari jaringan lain termasuk ovarium dan testis; sedangkan satu-satunya lokasi sekresi vasopresin adalah kelenjar hipofisis posterior. Kedua jenis kelamin menghasilkan oksitosin, tetapi wanita menghasilkan hormon dalam jumlah yang lebih besar daripada pria. Oksitosin dilepaskan dalam jumlah besar selama persalinan dan membantu memfasilitasi menyusui. Pada kelahiran anak, oksitosin disekresikan ketika janin mensimulasikan serviks dan vagina. Setelah oksitosin dilepaskan, kontraksi rahim ditingkatkan untuk membantu menginduksi kelahiran anak.
Sekresi oksitosin dan vasopresin mempengaruhi suasana hati dan perilaku. Wanita yang sedang menyusui cenderung mengalami peningkatan kadar oksitosin yang dilepaskan dalam cairan serebrospinal. Peningkatan kadar oksitosin pada wanita telah dikaitkan dengan pembentukan perilaku ibu. Studi yang melibatkan otak hewan yang tidak hamil yang diinfus dengan oksitosin menunjukkan perilaku ibu yang diinduksi dengan cepat. Alih-alih menginduksi perilaku ibu, vasopresin sangat mempengaruhi perilaku sosial dan ikatan sosial.