Neurotensin je neuropeptid o 13 aminokyselinách, který se podílí na regulaci uvolňování luteinizačního hormonu a prolaktinu a má významnou interakci s dopaminergním systémem. Neurotensin byl poprvé izolován z výtažků hovězího hypothalamu na základě jeho schopnosti způsobit viditelnou vazodilataci v exponovaných kožních oblastech anestetikovaných potkanů.
Sekvence hovězího neurotenzinu byla určena jako pyroGlu-Leu-Tyr-Glu-Asn-Lys-Pro-Arg-Arg-Pro-Tyr-Ile-Leu-OH. Neurotensin je syntetizován jako součást prekurzorového proteinu 169-170 aminokyselin, který obsahuje také příbuzný neuropeptidový neuromedin N. Peptidové kódovací domény jsou umístěny v tandemu poblíž karboxylového koncového konce prekurzoru a jsou ohraničeny a odděleny párovými místy zpracování základních aminokyselin (lysin-arginin).
Je spojován s rakovinou tlustého střeva a konečníku.