Funcțiile hipotalamusului includ secreția neurohormonilor, deseori denumită hormoni eliberatori de hipotalamici, cum ar fi hormonii care eliberează creșterea și hormonii dopaminergici. Acești hormoni care eliberează hipotalamici stimulează sau inhibă secreția hormonilor hipofizari.
Hipotalamul joacă un rol în menținerea homeostaziei în organism, care reglementează echilibrul pH-ului, controlul temperaturii, tensiunea arterială și respirația. Hipotalamusul este, de asemenea, implicat în controlul funcției autonome, al controlului funcției endocrine și al controlului funcției motorii. Controlează foamea și setea și consumul de alimente și apă. De asemenea, reglează ciclurile de oboseală și somn și trezire, precum și controlul comportamentelor defensive.
Hipotalamusul este o parte a creierului care leagă sistemul nervos de sistemul endocrin prin intermediul glandei pituitare. Este, de asemenea, conectat la unele părți ale sistemului nervos central, cum ar fi trunchiul cerebral. Ea face parte din sistemul limbic și se leagă de structuri limbice, cum ar fi amigdale și sept. Este, de asemenea, conectat cu zone ale sistemului nervos autonom.
Hipotalamusul conține multe nuclee mici și tracturi de fibre. Cele două nuclee majore sunt nucleele supraoptice și paraventriculare. Celulele din aceste două nuclee secretă hormonii vasopresina, oxitocina, hormonul antidiuretic și hormonul de eliberare a corticotrofinei.