Kortyzol jest obok katecholamin najważniejszym hormonem stresu. Tworzenie kortyzolu w korze nadnerczy jest stymulowane przez hormon adrenokortykotropowy (ACTH) uwalniany z przedniego płata przysadki mózgowej, która z kolei jest pobudzana przez kortykotropinę uwalnianą z podwzgórza. Kortyzol hamuje uwalnianie ACTH w przysadce poprzez mechanizm ujemnego sprzężenia zwrotnego. Ten złożony układ nazywany jest osią podwzgórze–przysadka–nadnercza (HHNA – hypothalamic–pituitary–adrenal axis) lub osią stresu.
Synteza i uwalnianie kortyzolu odbywa się w rytmie dobowym. Najwyższe stężenie kortyzolu we krwi obserwuje się około godziny po porannej pobudce, a najniższe w pierwszych godzinach nocnego snu. Kortyzol we krwi wiąże się głównie z białkami. Tylko wolny kortyzol jest biologicznie aktywny, a jego cząsteczka na tyle mała, by bez przeszkód przenikać do śliny.
Stężenie kortyzolu w ślinie jest wskaźnikiem aktywności HHNA. W zespole Cushinga (hiperkortyzolizm) poziom kortyzolu jest podwyższony, natomiast w chorobie Addisona jest niski. Stres fizyczny lub psychiczny prowadzi do czasowego wzrostu wolnego kortyzolu. Podczas chronicznego stresu, m.in. w zespole wypalenia lub zespole przewlekłego zmęczenia (CFS – chronic fatigue syndrome), długotrwałe zwiększenie produkcji kortyzolu nie jest możliwe, więc obserwuje się stały spadek poziomu kortyzolu.
