O hipotálamo é uma estrutura pequena, mas crucial, localizada na base do cérebro. Regula a fome, a sede, a temperatura corporal, o comportamento sexual e o sistema endócrino através do controlo da hipófise.

Os aglomerados de núcleos dentro do hipotálamo monitorizam os estados internos e iniciam respostas corretivas. Os danos em regiões específicas podem produzir hiperfagia ou recusa alimentar drástica, perturbações no controlo da temperatura corporal ou alterações no comportamento sexual e agressivo. O hipotálamo liga o sistema nervoso ao sistema endócrino, libertando hormonas que controlam a hipófise anterior e estendendo axónios que libertam hormonas diretamente na hipófise posterior.

Participa também na resposta ao stress, no ciclo sono-vigília e na regulação dos ritmos circadianos através das suas ligações com o núcleo supraquiasmático. Por se situar na intersecção da motivação, da emoção e do controlo fisiológico, o hipotálamo é fundamental para a manutenção da homeostasia e para os impulsos que mantêm o organismo vivo e em reprodução.

Muitas das funções reguladoras mais básicas do corpo passam por esta pequena região do cérebro.