Hypothalamus er en lille, men vigtig struktur i hjernens bund. Den regulerer sult, tørst, kropstemperatur, seksuel adfærd og det endokrine system gennem sin kontrol af hypofysen.

Klynger af kerner i hypothalamus overvåger interne tilstande og initierer korrigerende reaktioner. Skader på specifikke områder kan forårsage dramatisk overspisning eller spisevægt, forstyrrelser i temperaturkontrollen eller ændringer i seksuel og aggressiv adfærd. Hypothalamus forbinder nervesystemet med det endokrine system ved at frigive hormoner, der kontrollerer den forreste hypofyse, og ved at forlænge axoner, der frigiver hormoner direkte i den bageste hypofyse.

Den deltager også i stressresponset, søvn-vågen-cyklussen og reguleringen af ​​døgnrytmer gennem sine forbindelser med nucleus suprakiasmaticus. Fordi den sidder i krydsfeltet mellem motivation, følelser og fysiologisk kontrol, er hypothalamus central for opretholdelsen af ​​homeostase og for de drifter, der holder organismen i live og reproducerer sig.

Mange af kroppens mest basale regulatoriske funktioner passerer gennem denne lille del af hjernen.