腎上腺髓質位于腎上腺中心。從胚胎發生來看，髓質與交感神經同一來源，相當于一個交感神經節，受內臟大神經節前纖維支配（屬交感神經），形成交感神經-腎上腺系統。

腎上腺髓質的腺細胞較大，呈多邊形，圍繞血竇排列成團或不規則的索網狀（參見圖13-10）。細胞內含有細小顆粒，經鉻鹽處理后，一些顆粒與鉻鹽呈棕色反應。含有這種顆粒的細胞稱為嗜鉻細胞。這些顆粒內的物質可能就是腎上腺髓質激素的前體。

腎上腺髓質的嗜鉻細胞分泌兩種激素：腎上腺素和去甲腎上腺素，兩者的比例大約為4∶1，以腎上腺素為主。它們都是酪氨酸衍生的胺類，分子中都有兒茶酚基團，故都屬于兒茶酚胺類。它們的生物學作用與交感神經系統緊密聯系，作用很廣泛。著名學者Cannon曾提出應急學說。他提出在機體遭遇緊急情況時，如恐懼、驚嚇、焦慮、創傷或失血等情況，交感神經活動加強，髓質分泌激素急劇增加。其結果是：心跳加強加快，心輸出量增加，血壓升高，血流加快；內臟血管收縮，內臟器官血流量減少；肌肉血管舒張，肌肉血流量增加，為肌肉提供更多氧和營養物質；支氣管舒張，以減少氣體交換阻力，改善氧的供應；肝糖原分解，血糖升高，增加營養的供給。應急反應所引起的上述機能改變，有助于機體與不利情況進行斗爭而脫險。引起應急反應的各種刺激也是引起應激反應的刺激，在上述情況時，兩個反應系統相輔相成，都發生反應，使機體的適應能力更為完善。

內臟大神經節前膽堿能纖維興奮，或給以乙酰膽堿均能促進腎上腺髓合成并分泌腎上腺素和去甲腎上腺素。應急反應時，血中去甲腎上腺素主要來自交感神經末稍。腎上腺素和去甲腎上腺素對腎上腺髓質都有負反饋作用，它們在細胞內合成達到一定數量時，就能抑制其合成過程。