Funcția principală a hipotalamusului este de a lega sistemul endocrin cu sistemul nervos autonom pentru a menține o stare de homeostazie în organism. O structură mică situată deasupra trunchiului cerebral, hipotalamusul are un sistem complex de intrări și ieșiri. Acestea îi permit să răspundă rapid la condițiile în schimbare și să asigure că corpul se adaptează în consecință. Funcțiile de bază, cum ar fi ciclurile de somn, senzația de foame sau de sete și reglarea temperaturii corpului se numără printre numeroasele sale sarcini. De asemenea, controlează multe aspecte ale sistemului reproducător și este locul emoțiilor.
Prin eliberarea de neurohormoni speciali, hipotalamusul controlează glanda pituitară, glanda principală a sistemului endocrin. Aceste semnale chimice activează diferitele funcții ale glandei pituitare atunci când hipotalamusul simte că este necesar. La rândul său, glanda pituitară eliberează alți hormoni în fluxul sanguin. Acești hormoni controlează celelalte glande endocrine și o gamă largă de funcții metabolice din organism. Funcția hipotalamusului în controlul foametei și setei, funcționării sexuale și creșterii este realizată prin acest sistem.
Deși mecanismul de acțiune nu este pe deplin înțeles, hipotalamusul controlează apetitul și menține o greutate corporală stabilă. Primește date senzoriale, inclusiv mirosul, gustul și plinătatea stomacului. Pe baza acestor semnale, inițiază senzații de foame sau de sațietate. Această funcție a hipotalamusului este considerată importantă pentru înțelegerea succesului sau eșecului programelor de slăbire. Disfuncțiile axei hipotalamus-hipofizo-suprarenal pot juca un rol în unele tulburări de alimentație.
În timp ce hipotalamusul trimite semnale chimice către sistemul endocrin, acesta trimite semnale neuronale către sistemul nervos autonom. Prin legătura sa cu sistemul nervos autonom, hipotalamusul controlează pulsul, tensiunea arterială, respirația și digestia. Adună date senzoriale de la organele interne, piele, ochi, vase de sânge și din alte părți. Hipotalamusul interpretează toate aceste informații în mod continuu, trimițând semnale neuronale care activează sistemele simpatic și parasimpatic ale sistemului nervos autonom după cum este necesar. Obiectivul principal este păstrarea stării de homeostazie în organism.
Leziunile, infecțiile, tulburările genetice și alte afecțiuni pot altera funcția hipotalamusului. Acest lucru poate provoca o gamă largă de disfuncții în sistemele complexe care controlează glandele endocrine și sistemul nervos autonom. La copii, disfuncția poate duce la creșterea excesivă sau afectată și la un debut de pubertate prea devreme sau prea târziu. Tiroida sau glandele suprarenale pot fi hiperactive sau subactive, afectând numeroase procese metabolice. Pot apărea tulburări de alimentație, sete excesivă sau urinare.
Problemele emoționale și fizice asociate se pot manifesta dacă hipotalamusul este afectat. Incapacitatea de a interpreta cu acuratețe și de a răspunde la inputul senzorial poate duce la depresie, tulburări de somn sau hiperactivitate. Deoarece hipotalamusul joacă un rol în emoții și comportament, precum și în sistemul nervos autonom, orice pierdere a funcției poate modifica modul în care o persoană răspunde la stres. Se crede că funcționarea sistemului imunitar este legată și de hipotalamus. Ca urmare, afectarea acestei structuri poate duce la un răspuns imun defectuos.