腎上腺髓質被皮質所包繞,在腎上腺最寬闊部位的中央,也有小部分可以延伸到腎上腺周圍狹窄的部位,大約占整個腺體重量的四分之一左右,細胞成堆或者是成樹狀包繞在血管周圍。由于所含的顆粒可以被鉻酸染成棕色,所以叫做嗜鉻細胞。
腎上腺髓質也還有一些交感神經節細胞,它們單個或成群的排列在一起。腎上腺髓質隨著合成和分泌兒茶酚胺,包括腎上腺素,去甲腎上腺素和多巴胺。腎上腺素的成分最多,它也是分泌腎上腺素為主的,而腎上腺素的神經末梢只釋放去甲多巴胺,中樞神經的某些神經元可以產生去甲腎上腺素和多巴胺的情況。
腎上腺血供應主要來自于膈下的動脈,這些分支可以包括上中下腎上腺動脈。這些分支在腎上腺包膜下形成動脈叢,供應腎上腺皮質,少數分支可以穿過皮質直接到達髓質,進入腎上腺皮質的小動脈可以形成毛細血管網,然后再成放射狀的進入髓質。