松果體位於背側丘腦的內上後方。在兒童7-8歲時最為發育，以後逐漸萎縮退化，腺細胞減少，結締組織增生。松果體是一個活躍的內分泌器官，主要分泌褪黑激素。此外，在松果體內還有大量的5-烴色胺和去甲腎上腺素，這些物質對控制生物的周日節律起重要作用。
松果體位於間腦之上，第三腦室的後端，借短蒂與間腦相連。成人松果體長5-8毫米、寬3-5毫米、重約200毫克，形似松果。該腺體在兒童中期發育至最高峰一般在7歲後逐漸萎縮，成年後不斷有鈣鹽沉著。
松果體覆有被膜，即軟腦膜。含有豐富血管和無髓神經纖維的結締組織自被膜伸入腺內，形成小隔，將腺分成許多不規則的小葉。小葉的實質由松果體細胞核神經膠原細胞組成。
松果體細胞是構成松果體的主要成分。細胞在小葉內排列成索，胞體呈圓形或不規則形，核大而圓，核仁明顯。胞質弱嗜鹼性，常含脂滴。電鏡下，可見大量的游離核糖體、少量粗面內質網，和廣泛的不典型的滑面內質網。
神經膠原細胞為有長突起的細胞，位於松果體細胞索和血管之間。電鏡下，細胞內含有較多的內質網，並有少量游離的核糖體。一般認為它們屬於星形膠質細胞。 小葉除上述兩種細胞外，還可見到其他神經膠質細胞及肥大細胞。後者可能與松果體內含有多量的5-烴色胺有關。
褪黑激素可能是松果體的特殊激素，它在松果體細胞內合成並釋放，能抑制腺垂體促性腺激素的釋放，可以防止性早熟。如果在兒童時期松果體遭到破壞，則出現性早熟或生殖器過度發育。
目前認為松果體起生物鐘作用。通過影響一些內分泌腺體（主要是性腺，還可能有垂體、甲狀腺和腎上腺）的功能，來控制生物的周日節律。 松果體又稱腦上腺，呈扁圓錐形，以細柄連於第三腦室頂。松果體表麵包以軟膜，軟膜結締組織伴隨血管伸入腺實質，將實質分為許多小葉，小葉內主要由松果體細胞、神經膠質細胞和無髓神經纖維等組成。
松果體細胞（pinealocyte）與神經內分泌細胞類似，在HE染色片中，胞體呈圓形或不規則形，核大，胞質少，弱嗜鹼性。在銀染色切片中，可見細胞具有突起，短而細的突起終止在鄰近細胞之間，長而粗的突起多終止在血管周間隙。
電鏡下，松果體細胞內線粒體和游離核糖體較多，高爾基複合體較發達，可見少量滑面內質網和粗面內質網；胞質內還常見小圓形分泌顆粒，顆粒內含有細胞合成的褪黑激素（melatonin）。
此外，胞質尚有一種稱為突觸帶（synaptic ribbon）的結構，它由電子緻密的杆狀體的周圍的許多小泡組成。在低等動物，松果體作為光感受器，松果體細胞的突觸帶為突觸前成分的組成部分；但在哺乳動物，則見突觸小帶分佈於相鄰松果體細胞相互接觸處，或松果體細胞與細胞外間隙或腦脊液相接觸的部位。因此，哺乳動物突觸帶系突觸前成分的提法不能成立。
突觸帶可能與化學介質的運輸和釋放有關。神經膠質細胞位於松果體細胞之間，胞體較小，核小著色深。 在成人的松果體內常見腦砂（brain sand），它是松果體細胞分泌物經鈣化而成的同心圓結構，其意義不明。
松果體細胞分泌褪黑激素。在兩栖類，褪黑激素的作用與黑素細胞刺激素相拮抗，可使皮膚褪色。在哺乳動物，褪黑激素具有抑制生殖腺發育的效應，主要是通過抑制垂體促性腺激素而間接影響生殖腺的活動。
近年研究報導，褪黑激素的合成分泌不足，可能會引起睡眠紊亂、情感障礙、腫瘤發生等。經予外源性褪黑激素，可見其具有抗緊張、抗高血壓、抗衰老、抗腫瘤、增強免疫力和促進睡眠等效應。
白天日照時，松果體幾乎停止分泌活動，至夜間才分泌褪黑激素。故生物體能依外界的日照變化，有節奏地控制松果體的功能活動。哺乳動物松果體晝夜節奏性變化是受視交叉背側的視交叉上核的調節；反之，松果體也影響神交叉上核的晝夜節奏變化。 松果體除接受頸上交感神經節的神經支配外，還可能受其它來源的神經支配。
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