De hypothalamus is een onderdeel van de tussenhersenen. De hypothalamus bevat regelcentra voor de werking van de hypofyse en het autonoom zenuwstelsel. Dit orgaan vormt de bodem van de derde ventrikel, en bestaat uit een midden (mediaal) deel dat bijzonder celrijk is en een buitstenste (lateraal) deel dat zeer vezelrijk is en dat de verbinding met het verlengde merg vormt.
De hypothalamus ontvangt informatie vanuit:
Het mediale deel van de hypothalamus ontvangt rechtstreeks informatie met betrekking tot de toestand van het milieu intérieur (temperatuur, osmotische druk, concentratie van sommige hormonen). De hypothalamus geeft informatie af via zenuwverbindingen met de formatio reticularis in de hersenstam. Beïnvloeding van de hormonale toestand van het lichaam vindt plaats via de hypofyse. De hypothalamus speelt een belangrijke rol bij de aanpassing van het hart-vaatstelsel aan allerlei toestandsveranderingen in of van het lichaam. Ook op het gedrag heeft de hypothalamus een regelende invloed; ze is betrokken bij de drie kerngedragingen, te weten:
In feite zijn dit ook homeostatische mechanismen. Hypothalamische en hypofysaire hormonen, of brokstukken daarvan, kunnen een rechtstreekse invloed hebben op allerlei hersenfuncties.