Il existe de nombreux stimuli à la sécrétion d'ADH. Le plus important d'un point de vue physiologique est la modification de l'osmolalité du sang. Par exemple, si le volume du liquide extracellulaire (FEC) change sans qu'il y ait de changement correspondant dans les quantités de solutés, l'osmolalité du FEC changera. L'osmolalité du liquide extracellulaire est normalement comprise entre 280 et 295 mOsmol/kg. À environ 287 mOsm/kg, les noyaux hypothalamiques contrôlant le métabolisme de l'eau envoient un signal aux noyaux supraoptiques et paraventriculaires locaux sécrétant l'ADH.
L'ADH, qui est descendue dans les axones - le tractus hypothalamo-hypophysaire - des neurones de cette région jusqu'à l'hypophyse postérieure, est alors stockée. Le signal de libération est donné par des impulsions nerveuses le long de ces mêmes neurones.
L'ADH est libérée avec sa protéine porteuse dans :
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