唾液腺の活動は自律神経系が担っており，他の消化腺に見られるホルモンによる分泌の調節は知られていない．また副交感神経と交感神経の拮抗作用はなく，副交感神経は主に水分の分泌を調節し，交感神経は主にタンパク質成分の開口分泌に関与している．唾液腺の副交感神経と交感神経の一次中枢はそれぞれ延髄の外側網様体と胸髄の上部に位置している．これらの中枢は主に視床下部の支配下にあり，これに加えて口腔感覚の中継核や大脳辺縁系，大脳皮質が影響を及ぼすと考えられる．しかしこれらの上位の中枢は唾液腺に特有な中枢ではなく，摂食行動，体液浸透圧の調節，体温調節，咀嚼運動の調節，口腔感覚の情報処理などに関連した部位である．したがって唾液腺はこれらの調節機構や行動に必要な効果器の一つであると解釈される．ヒトでの唾液分泌は摂食行動との関連が深いが，実験動物（ラット）では体熱放散や毛づくろいでも唾液が分泌され，これらの機能は顎下腺が担っている．さまざまな唾液分泌の水分量とタンパク質量を比較することにより，その行動における自律神経系の役割を推察することができる．毛づくろいや体熱放散反応時には，副交感神経の活動が高い（20 Hz程度）．一方，交感神経は摂食中に最も活動が高いが，体熱放散時の唾液分泌ではほとんど活動していない．この様な両自律神経系の協調性は視床下部の司令によると考えられる．また副交感神経の一次中枢（唾液核）では，全ての細胞が興奮性と抑制性のシナプス入力を受けており，それぞれ伝達物質はグルタメートとGABAまたはグリシンである．一次中枢には強力な抑制機序も存在することは明白であるが，分泌という一方向性の興奮性反応が注目されがちである．抑制系の中枢機序にも今後注目する必要がある．