Hipotalamusul este o structură mică, dar esențială, situată la baza creierului. Reglează foamea, setea, temperatura corpului, comportamentul sexual și sistemul endocrin prin controlul asupra glandei pituitare.

Grupuri de nuclei din hipotalamus monitorizează stările interne și inițiază răspunsuri corective. Deteriorarea anumitor regiuni poate produce supraalimentare dramatică sau refuz de a mânca, perturbări ale controlului temperaturii sau modificări ale comportamentului sexual și agresiv. Hipotalamusul leagă sistemul nervos de sistemul endocrin prin eliberarea de hormoni care controlează hipofiza anterioară și prin extinderea axonilor care eliberează hormoni direct în hipofiza posterioară.

De asemenea, participă la răspunsul la stres, la ciclul somn-veghe și la reglarea ritmurilor circadiene prin conexiunile sale cu nucleul suprachiasmatic. Deoarece se află la intersecția dintre motivație, emoție și control fiziologic, hipotalamusul este esențial pentru menținerea homeostaziei și pentru impulsurile care mențin organismul în viață și reproducerea.

Multe dintre cele mai fundamentale funcții de reglare ale organismului trec prin această mică regiune a creierului.