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肾上腺周围有结缔组织，其中含肾周围脂肪；肾上腺包于肾筋膜内，但与肾之间有少量纤维组织分隔。 
在成人，每个肾上腺约长50mm, 宽30mm ，前后径约10mm。其重约5g （髓质占总重的1/10) 。肾上腺在活体内由Vincent 和其助手(1994) 通过CT 扫描进行定义。肾上腺体部的平均长度约0.61cm （右侧）以及0.79cm （左侧）。肾上腺翼(suprarenal limbs) 的长度是0.28cm （右侧）以及0.33cm （左侧）。没有个体的肾上腺翼超过6.5mm 长。肾上腺大体标本与其外形稍有不同。右侧肾上腺呈四面体形，有两个发育良好的翼，使得其断面观如同一只宽头的箭。左侧肾上腺更像半月形，在前面和后面较平整。左侧肾上腺在边界上比右侧肾上腺大。
右侧肾上腺位于右侧肾的顶端，其位置往往较左侧肾上腺略高。而左侧肾上腺位于左肾上极的前内侧面。
出生时，肾上腺相对较大，大约是同侧肾大小的三分之一。两侧腺体的皮质在出生后立即缩小，而髓质长大也很缓慢。在出生后第二个月末，肾上腺的重量减轻50%。出生后第二年底，肾上腺才开始长大，在青春期左右恢复到其原有的重量。在成年后，其重量也稍有增加。副肾上腺较小，可能会出现在主肾上腺附近的网状组织中，其主要由皮质组织构成。副肾上腺或皮质体同样会出现在精索、附睾和子宫阔韧带中。
右肾上腺位于下腔静脉的后面，并仅借助一层很薄的筋膜和结缔组织与之分隔。其也位于肝右叶的后面，膈右脚和右肾上极的前面。其下表面通常称为底，邻接右肾上极的前内侧面，其常与右肾上部重叠，两个位置较低的突出（翼）跨在肾组织上。前面稍朝外侧，拥有两个明显的缘。内侧缘薄，其垂直走行于下腔静脉的后面。外侧缘呈三角形，并与肝相邻。该区最下部可能被腹膜覆盖，在冠状韧带的下层返折至其上。此处，其可能位于十二指肠第二段外界的后面。在尖部以下，肾上腺前缘附近有一浅沟为门部，其中有右肾上腺静脉，并通入下腔静脉。这条静脉非常短，从而很难节扎，使得肾上腺切除手术可能很危险。这条静脉可以在手术时从下腔静脉切除，或者有时会在紧急刹车时被撕脱。后面被一弯曲的横峭分为上、下区，较大的上区稍凸出，贴于膈上；较小的下区凹陷，与右肾上极的上面邻接。内侧缘薄，位于右腹腔神经节和右膈下动脉外侧（右膈下动脉越过右膈脚走行）。
左肾上腺与左膈脚紧密相邻，并借一层很薄的筋膜和结缔组织与之相隔。其内侧凸隆，外侧凹陷。这是因为左肾上极的内面与其相邻的缘故。上缘锐利，下缘钝圆。前面的上区覆以网膜囊的腹膜，后者将左肾上腺与胃的贲门端及脾的后极隔开；前面的下区较小，无腹膜覆盖，与胰和脾动脉邻接。门部自腺体中部朝向下，接近前表面的下部。从门部发出左肾上腺静脉并向下内侧通入左肾静脉。后面有一嵴将其分为邻接肾的外侧区和邻接左侧膈脚的较小的内侧区。凸隆的内侧缘位于左腹腔神经节、左膈下动脉及胃左动脉（沿左侧膈脚上行）。
肾上腺的血供丰富。每个肾上腺都由上、中、下肾上腺动脉供给，这些动脉的主支还有可能为两支或多支。其在进入肾上腺前在肾上腺包膜内分支，并形成被膜下丛。有孔血窦从此处开始，先围绕成团的球状带细胞，再走行在束状带细胞索之间，直达网状带的深处。微静脉由此处开始，经过髓质的嗜铭细胞之间，在髓静脉壁明显的肌纤维之间汇入髓静脉。也有些较大的动脉不通过上述途径而直接走向髓质。肾上腺上动脉来自脱下动脉，其是腹主动脉的一支。肾上腺上动脉经常很小或缺如。肾上腺中动脉来自腹主动脉的外侧，大约在肠系膜上动脉的水平上。其稍微上行，越过脱角行至肾上腺。在此处，其与膈下动脉和肾动脉的肾上腺支吻合。右侧肾上腺中动脉从下腔静脉后方以及右下腹神经节旁穿过。肾上腺中动脉往往有数条，左侧的中动脉走行时与左侧下腹腔神经节、脾动脉以及胰腺上界很近。肾上腺下动脉来自肾动脉，经常来自肾动脉主干，有时也起源于腹主动脉或同侧性腺动脉。
右肾上腺静脉很短，直接水平进入下腔静脉的后部。偶有右侧副肾上腺静脉，它从门的上内侧延伸至右侧肾上腺静脉上方的下腔静脉。行程短使右肾上腺静脉在外科手术时容易受伤，甚至在手术中由于不适当的牵引而从下腔静脉撕脱。
左肾上静脉较长，向内侧下行，前外侧至左腹腔神经节，然后经过胰体后方，通常流入左肾静脉;它可以接收左膈下静脉。肾上腺通常由一条静脉引流，因此腺体梗死更可能是因为肾上腺静脉损伤引起而不是肾上动脉的损伤。了解不同类型的肾上静脉解剖对于避免微创肾上腺切除术中出血十分重要，特别是对于大肿瘤和嗜铬细胞瘤患者。尸体研究显示，在肾上腺静脉解剖中几乎没有变异，但变异更常见于右侧(Cesmebasi et al 2014)。然而，一项小型临床系列研究表明，嗜铬细胞瘤患者的肾上腺静脉变异率可能更高(Parnaby et al 2008)。预测不同的肾上腺静脉解剖是腹腔镜肾上腺切除术中减少出血的关键，特别是对大肿瘤或嗜铬细胞瘤患者。Sholten等人(2013)报道了接受腹腔镜肾上腺切除术患者中有13%的人肾上腺静脉变异，右侧(17%)多于左侧(9%)。常见变异包括主主肾上腺静脉缺失；两条或更多的肾上静脉引流单侧肾上腺；静脉流入膈下静脉或者，在左侧，流入下腔静脉。肾上腺被膜内的淋巴管与浆液下淋巴管相通，并向腹主动脉旁和腔静脉旁淋巴结内引流(Merklin 1966)。少数被膜淋巴管与通过横膈的淋巴管相通。
肾上腺神经丛较体积而言，肾上腺的自律神经较其他任何器官都要丰富。两侧的肾上腺神经丛都位于肾上腺内部和腹腔神经节和主动脉肾节之间。其主要包含交感神经节前纤维，源自下段胸髓节段，通过腹腔神经丛和神经节的纤维，以及内脏大神经行至肾上腺神经丛。
这些神经纤维与大的髓质嗜铭细胞之间形成较好的突触，故可能认为嗜铭细胞与交感神经节后神经元是同源的。在人类肾上腺神经丛中，发现无髓鞘的轴突占了大部分。皮质和髓质都存在乙酰胆碱醋酶阳性纤维，这些纤维可能源自腹腔神经丛，某些还与束状带和网状带的神经节细胞形成突触。在横切面上，肾上腺有一个外皮层，呈黄色，是肾上腺的主要成分，还有一个薄的髓质，形成了大约十分之一的腺体，根据它的血液含量，它是暗红色或灰白色的。髓质除了在门处外，完全被皮层包裹。腺体有一层厚厚的胶原包膜，小梁从其中深入皮层。囊内有丰富的动脉丛，向腺体提供分支。肾上腺皮质由3 个细胞带组成，即球状带(zona glomerulosa) 、束状带(zona fasciculate) 和网状带(zona reticularis) 。
外侧被膜之下的球状带，由一狭窄区域内的小多边形细胞所组成，它们排成球状或弯曲的条索状。细胞核染色深，胞质少，嗜碱性，含少量脂滴。超微结构显示，细胞质含有丰富的滑面内质网，这是合成类固醇细胞的特点。球状带深部是宽阔的束状带，大而呈多边形，嗜碱性的细胞排成直的条索，索间存在有孔的静脉性血窦。细胞内含有丰富的脂滴和滑面内质网。最内层为网状带，细胞呈圆形，细胞质含大量滑面内质网、许多溶酶体和随着年龄增长的脂褐质色素聚集。皮质细胞可产生多种激素，束状带和网状带细胞还富含抗坏血酸（维生素C) 。球状带细胞产生盐皮质激素，如醛固酮(aldosterone) ，调节电解质和水的平衡；束状带细胞产生糖皮质激素，维持碳水化合物代谢平衡。如皮质醇(cortisol) ，即氢化可的松(hydrocortisone)；网状带细胞可能产生性激素（孕酮、雌激素和雄激素）。皮质对生命的维持是必需的，完全去除皮质而无替代治疗会引起死亡。皮质对淋巴细胞和淋巴组织也有相当大的控制作用，皮质类固醇分泌增加可引起淋巴细胞数目的显著减少。怀孕期和育龄妇女在夏季，束状带深部会有增厚。老年男性的皮质萎缩也发生在束状带深部。
肾上腺髓质由嗜铬细胞(chromaffin cells) 团或索组成，其被宽大的静脉性血窦分隔，被网状纤维支架所支持。嗜铬细胞，其名字来源于其对重铬酸盐染色剂的颜色反应，其构成了神经内分泌系统的一部分。其功能与交感神经节后神经元相似。嗜铬细胞合成、储存（作为颗粒）并释放去甲肾上腺素和肾上腺素入静脉性血窦。释放受节前交感神经支配。髓质中还可见单个或小群交感神经元。大多数嗜铬细胞合成肾上腺素，并将其储存于拥有致密中心的小颗粒中。而相对较少的去甲肾上腺素分泌细胞中可见这种拥有致密中心的较大颗粒。有些细胞可以合成两种激素。嗜铬粒蛋白将儿茶酚胺和颗粒组在一起，这些颗粒中还含有脑啡肽，一种类似吗啡的蛋白质，并在某些环境下起着内源性止痛作用。所有的细胞都较大，嗜碱性，细胞质含颗粒较少，沿静脉性血窦单行排列。交感神经轴突末端和嗜铭细胞在其远离静脉性血窦的一面形成突触。血窦由有孔内皮构成，回流入髓正中静脉和肾上腺门静脉。在正常情况下，极少量的肾上腺素和去甲肾上腺素被释放入血，但是在惊吓、愤怒或应激时分泌增加。和皮质不同，髓质对生命不是必需的。
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