催产素的分泌主要受神经反射性的调节。婴儿吸吮乳头时，刺激信息传入到下丘脑视上核和室旁核，引起催产素分泌，使乳腺射乳，称为射乳反射，属于神经内分泌反射。在此基础上可形成条件反射，婴儿的哭声或抚摩婴儿即可引起射乳。
分娩时，子宫颈和阴道受到压迫和牵引，可反射地引起催产素分泌，有助于分娩。催产素虽然能刺激子宫收缩，但它并不是发动分娩子宫收缩的决定因素。此外，情绪反应如惊恐、焦虑等可抑制催产素分泌。
