Sprzężenie zwrotne w układzie hormonalnym to mechanizm, w którym gruczoły dokrewne wzajemnie oddziałują na siebie za pośrednictwem wydzielanych hormonów.
Przysadka mózgowa jest gruczołem nadrzędnym, który koordynuje pracą pozostałych gruczołów zwanych obwodowymi. Wydzielone przez przysadkę (a dokładniej przez jej przedni płat) hormony tropowe pobudzają podległe jej narządy do wydzielenia produkowanych przez nie hormonów. Te z kolei oddziałują na komórki docelowe, a ponad to (za pośrednictwem podwzgórza) hamują uwalnianie hormonu tropowego przez przysadkę. Opisany wyżej mechanizm, w którym efekt działa hamująco na przyczynę to właśnie sprzężenie zwrotne ujemne.
Przysadka mózgowa jest zależna od podwzgórza, który wydziela do jej układu wrotnego neurohormony. Są to liberyny pobudzające przysadkę do wydzielania hormonów oraz statyny, które hamują tę czynność. Pomiędzy tymi dwoma gruczołami także istnieje mechanizm ujemnego sprzężenia zwrotnego. Zatem w układzie hormonalnym istnieje podwójna kontrola wydzielania wewnętrznego, którą tworzą dwie pętle: krótsza: podwzgórze – przysadka – podwzgórze i dłuższa : podwzgórze – przysadka – gruczoł obwodowy – podwzgórze.
Można przedstawić go na konkretnym przykładzie. Podwzgórze uwalnia liberyny pobudzające przysadkę do wydzielenia adrenokortykotropiny. Przysadka mózgowa wydziela hormon adrenokortykotropwy (ACTH), który pobudza korę nadnerczy do uwolnienia kortyzolu i jednocześnie hamuje wydzielanie liberyny przez podwzgórze. Kortyzol natomiast z jednej strony reguluje gospodarkę węglowodanową, a drugiej hamuje wydzielanie przez podwzgórze liberyny. Dzięki temu mechanizmowi stężenie we krwi wszystkich hormonów jest względnie stałe, co wpływa na stałość środowiska wewnętrznego i umożliwia utrzymania równowagi fizjologicznej, czyli homeostazy.