Le funzioni dell'ipotalamo includono la secrezione di neurormoni, spesso definiti come ormoni che rilasciano ipotalamo, come ormoni che liberano la crescita e ormoni della dopamina. Questi ormoni che rilasciano l'ipotalamo stimolano o inibiscono la secrezione degli ormoni ipofisari.
L'ipotalamo svolge un ruolo nel mantenimento dell'omeostasi nel corpo, regolando cose come l'equilibrio del pH, il controllo della temperatura, la pressione sanguigna e la respirazione. L'ipotalamo è anche coinvolto nel controllo della funzione autonomica, controllo della funzione endocrina e controllo della funzione motoria. Controlla la fame e la sete e l'assunzione di cibo e acqua. Regola anche la fatica, i cicli di sonno e veglia, oltre a controllare i comportamenti difensivi.
L'ipotalamo è una parte del cervello che collega il sistema nervoso al sistema endocrino attraverso la ghiandola pituitaria. È anche collegato ad alcune parti del sistema nervoso centrale, come il tronco cerebrale. Fa parte del sistema limbico e si collega a strutture limbiche come l'amigdale e il setto. È anche collegato con aree del sistema nervoso autonomo.
L'ipotalamo contiene molti piccoli nuclei e tratti di fibra. I due nuclei principali sono i nuclei sopraottico e paravirricolare. Le cellule di questi due nuclei secernono ormoni vasopressina, ossitocina, ormone antidiuretico e ormone rilasciante corticotropina.
