Celele neurosecretoare magnocelulare sunt celule neuroendocrine mari din cadrul nucleului supraoptic și al nucleului paraventricular al hipotalamusului. Ele se găsesc, de asemenea, în număr mai mic în grupurile de celule accesorii dintre aceste două nuclee, cel mai mare fiind nucleul circularis. Există două tipuri de celule neurosecretoare magnocelulare, celule producătoare de oxitocină și celule producătoare de vasopresină, dar un număr mic poate produce ambii hormoni. Aceste celule sunt neuroni neuroendocrini, sunt excitabile electric și generează potențiale de acțiune ca răspuns la stimularea aferentă.
Celele neurosecretoare magnocelulare de la șobolani (unde acești neuroni au fost cel mai mult studiați) au în general un singur axon lung și varicos, care se proiectează spre hipofiza posterioară. Fiecare axon dă naștere la aproximativ 10.000 de terminale neurosecretoare și la numeroase umflături axonale care stochează un număr foarte mare de vezicule care conțin hormoni. Aceste vezicule sunt eliberate din umflăturile axonale și din terminalele nervoase prin exocitoză ca răspuns la intrarea calciului prin canalele ionice cu voltaj, care are loc atunci când potențialele de acțiune se propagă de-a lungul axonilor.
Celele au de obicei două sau trei dendrite lungi, care conțin, de asemenea, dilatații mari și o densitate foarte mare de vezicule care conțin hormoni. Oxitocina și vasopresina pot fi, astfel, eliberate în interiorul creierului din aceste dendrite, precum și în sânge de la terminalele din glanda pituitară posterioară. Cu toate acestea, eliberarea de oxitocină și vasopresină din dendrite nu este însoțită în mod constant de secreție periferică, deoarece eliberarea dendritică este reglată diferit. Eliberarea dendritică poate fi declanșată de depolarizare, dar poate fi declanșată și de mobilizarea depozitelor intracelulare de calciu. Dendritele primesc cea mai mare parte a intrărilor sinaptice de la neuronii aferenți care reglează neuronii magnocelulari; de obicei, un neuron magnocelular primește aproximativ 10.000 de sinapse de la neuronii aferenți.
.