Pôsobí ako neurotransmiter v mozgu v autonómnom nervovom systéme, hlavne v sympatickom nervovom systéme. Pôsobí silno vazokonstrikčne (sťahovanie ciev) a tiež spôsobuje rast tukového tkaniva. V mozgu je produkovaný na rôznych miestach, vrátane hypotalamu a predpokladá sa, že má niekoľko funkcií, vrátane zvyšovania príjmu a skladovania energie vo forme tuku. Vplýva aj na denné biorytmy, znižuje krvný tlak a riadi epileptické záchvaty.

V štúdiách na zvieratách bolo dokázané, že vyššie hladiny NPY podnecujú k väčšiemu príjmu potravy a tiež k aj ukladaniu tuku na nežiadúcich miestach. Avšak NPY tiež pomáha prekonať extrémne podmienky, kde je vysoká miera stresu. Taktiež chráni proti alkoholizmu.