Les fonctions de l'hypothalamus comprennent la sécrétion de neurohormones, souvent appelées hormones de libération de l'hypothalamus, telles que les hormones de libération de la croissance et les hormones dopaminergiques. Ces hormones libérant l'hypothalamus stimulent ou inhibent la sécrétion d'hormones hypophysaires.
L'hypothalamus joue un rôle dans le maintien de l'homéostasie dans le corps, régulant des éléments tels que l'équilibre du pH, le contrôle de la température, la pression artérielle et la respiration. L'hypothalamus est également impliqué dans le contrôle des fonctions autonomes, le contrôle des fonctions endocriniennes et le contrôle des fonctions motrices. Il contrôle la faim et la soif, ainsi que la consommation de nourriture et d'eau. Il régule également la fatigue et les cycles de sommeil et d'éveil, ainsi que le contrôle des comportements défensifs.
L'hypothalamus est une partie du cerveau qui relie le système nerveux au système endocrinien via l'hypophyse. Il est également connecté à certaines parties du système nerveux central, telles que le tronc cérébral. Il fait partie du système limbique et est lié à des structures limbiques telles que l'amygdale et le septum. Il est également lié à des zones du système nerveux autonome.
L'hypothalamus contient de nombreux petits noyaux et faisceaux de fibres. Les deux noyaux principaux sont les noyaux supraoptique et paraventriculaire. Les cellules de ces deux noyaux sécrètent les hormones vasopressine, ocytocine, hormone antidiurétique et hormone de libération de la corticotrophine.