Ο υποθάλαμος αδένας είναι ένα μέρος του εγκεφάλου που χειρίζεται πολλές βασικές λειτουργίες, όπως η ρύθμιση της θερμοκρασίας του σώματος και η έκκριση ορμονών. Ο υποθάλαμος είναι άμεσα υπεύθυνος για τον έλεγχο της δίψας, της σεξουαλικής ορμής, της πείνας και του ύπνου. Ελέγχει επίσης πολλές από τις ορμόνες που απελευθερώνονται από την υπόφυση, η οποία βρίσκεται ακριβώς κάτω από αυτήν στον εγκέφαλο. Ο υποθάλαμος αδένας βρίσκεται στο κάτω κεντρικό τμήμα του εγκεφάλου, πίσω από τα μάτια.
Αυτός ο αδένας έχει σχήμα κώνου και αποτελείται από συνδεδεμένους νευρώνες, όπως και τα περισσότερα άλλα μέρη του εγκεφάλου. Είναι μέρος του ενδοκρινικού συστήματος, το οποίο είναι το σύστημα των αδένων που εκκρίνουν ορμόνες, όπως ο θυρεοειδής, η επίφυση και τα επινεφρίδια. Αυτοί οι αδένες είναι υπεύθυνοι για την κατανομή των ορμονών σε όλο το σώμα. Οι ορμόνες είναι χημικές ουσίες που έχουν σχεδιαστεί για να μεταδίδουν μηνύματα μεταξύ διαφορετικών συστημάτων του σώματος.
Ως αποτέλεσμα της εγγύτητάς του με τον αδένα, ο υποθάλαμος επικοινωνεί συχνά με την υπόφυση. Το υποβιβλιακό στέλεχος συνδέει τα δύο, εκτείνοντας από το κάτω άκρο του υποθαλάμου αδένα μέχρι την υπόφυση. Ο υποθάλαμος στέλνει ορμόνες στην υπόφυση, η οποία του δίνει εντολή είτε να αυξήσει είτε να μειώσει την παραγωγή ορμονών. Αυτή η σύνδεση μεταξύ υποθαλάμου και υπόφυσης είναι βασικός παράγοντας σε πολλές φυσιολογικές διεργασίες στο σώμα, όπως ο άξονας υποθαλάμου-υπόφυσης των επινεφριδίων, η χημική αντίδραση του σώματος στο στρες.
Μέσα στον υποθάλαμο αδένα υπάρχουν πολλά νευροεκκριτικά κύτταρα, τα οποία χρειάζονται για την επικοινωνία μεταξύ των νευρώνων του εγκεφάλου. Η διαδικασία επικοινωνίας ονομάζεται νευροδιαβίβαση. Ο υποθάλαμος αδένας απελευθερώνει πολλούς νευροδιαβιβαστές που συναντούν τους πομπούς από άλλους αδένες σε «συνάψεις», και από αυτή τη βασική επικοινωνία, ελέγχουν πολλές ζωτικές σωματικές διεργασίες.
Ο κύριος ρόλος του υποθαλάμου αδένα είναι η ομοιόσταση. Αυτό είναι απλώς η διατήρηση της κατάστασης του σώματος σε σχέση με πολλούς παράγοντες, όπως η αρτηριακή πίεση και η ισορροπία ηλεκτρολυτών. Ο υποθάλαμος χειρίζεται την πλειοψηφία των βασικών αυτόματων διαδικασιών στον εγκέφαλο και μπορεί να παίξει ακόμη και έναν ρόλο στη διάθεση. Ο υποθάλαμος είναι επίσης υπεύθυνος για τη σύνδεση του νευρικού συστήματος με το ενδοκρινικό σύστημα.
Ο υποθάλαμος αδένας βρίσκεται κοντά στο οπτικό χάσμα, το οποίο είναι υπεύθυνο για την όραση. Ως αποτέλεσμα αυτής της εγγύτητας, τυχόν όγκοι κοντά ή οποιαδήποτε φλεγμονή του υποθαλάμου αδένα μπορεί να προκαλέσουν σοβαρά προβλήματα όρασης και πιθανώς ακόμη και τύφλωση. Ο υποθάλαμος αδένας είναι απολύτως κεντρικός για τη λειτουργία του εγκεφάλου και μπορεί να θεωρηθεί ως ένα σημαντικό κέντρο επεξεργασίας στο ανθρώπινο σώμα.