L'hypothalamus est une petite structure essentielle située à la base du cerveau. Il régule la faim, la soif, la température corporelle, le comportement sexuel et le système endocrinien par son action sur l'hypophyse.

Des groupes de noyaux au sein de l'hypothalamus surveillent les états internes et initient des réponses correctives. Des lésions dans certaines régions peuvent entraîner une hyperphagie ou un refus alimentaire importants, des troubles de la thermorégulation ou des modifications du comportement sexuel et agressif. L'hypothalamus relie le système nerveux au système endocrinien en libérant des hormones qui contrôlent l'hypophyse antérieure et en projetant des axones qui libèrent directement des hormones dans l'hypophyse postérieure.

Il participe également à la réponse au stress, au cycle veille-sommeil et à la régulation des rythmes circadiens grâce à ses connexions avec le noyau suprachiasmatique. Situé au carrefour de la motivation, des émotions et du contrôle physiologique, l'hypothalamus est essentiel au maintien de l'homéostasie et aux fonctions vitales qui assurent la survie et la reproduction de l'organisme.

De nombreuses fonctions régulatrices fondamentales de l'organisme transitent par cette petite région du cerveau.