调节睾丸生精功能的垂体激素主要是由腺垂体分泌的黄体生成素（LH）和卵泡刺激素（FSH）。LH主要作用于睾丸间质细胞，而FSH主要作用于生精细胞和支持细胞，因此就存在垂体-间质细胞轴和垂体-曲细精管轴两种调节机制。
　　LH又叫间质细胞刺激素（ICSH）。这是因为，由垂体分泌的LH经血液循环到达睾丸后，与间质细胞膜上的LH受体相结合，从而引发间质细胞合成睾酮。睾酮经分泌入血液循环后，主要从三个方面起作用：一是直接与靶器官的睾酮受体结合，促进蛋白质合成；二是经52-还原酶作用而转化为双氢睾酮；三是经芳香化酶作用而转化为雌激素。另外还有其他一些作用途径。如果垂体分泌LH不足，则睾丸间质细胞萎缩，睾酮合成减少。反之，血液中的睾酮和雌激素水平可反馈性地控制腺垂体分泌LH的能力和下丘脑分泌GnRH的能力。
　　FSH作用于生精细胞和支持细胞，可启动生精过程；FSH可刺激支持细胞分泌ABP，ABP可与睾酮和双氢睾酮结合，从而提高二者在睾丸微环境中的局部浓度，有利于生精过程；另外，FSH还可使支持细胞中的睾丸酮经芳香化酶的作用而转变为雌二醇，雌激素可能对睾酮的分泌有反馈调节作用，使睾酮分泌控制在一定水平。直接注射睾酮并不能反馈性控制FSH的分泌，反馈性控制FSH主要是靠睾丸分泌的抑制素（inhibin），抑制素可使垂体失去对下丘脑分泌的GnRH的反应性，从而反馈性地抑制垂体FSH的分泌。