La fonction principale de l'hypothalamus est de relier le système endocrinien avec le système nerveux autonome afin de maintenir un état de l'homéostasie de l'organisme. Une petite structure située au-dessus du tronc cérébral, l'hypothalamus a un système complexe des entrées et sorties. Ceux-ci permettent de répondre rapidement aux conditions changeantes et assurer le corps ajuste en conséquence. Les fonctions de base telles que les cycles du sommeil, sensation de faim ou de soif, et la régulation de la température corporelle sont parmi ses nombreuses tâches. Il contrôle également de nombreux aspects du système reproducteur et est le site d'émotions.
Grâce à la libération de neurohormones spéciales, l'hypothalamus contrôle la glande pituitaire, la glande maîtresse du système endocrinien. Ces signaux chimiques activer les diverses fonctions de la glande pituitaire lorsque l'hypothalamus détecte qu'il est nécessaire. A son tour, l'hypophyse libère d'autres hormones dans le sang. Ces hormones contrôlent les autres glandes endocrines et une vaste gamme de fonctions métaboliques dans le corps. La fonction de l'hypothalamus de la faim et de la soif de contrôle, le fonctionnement sexuel et la croissance est accompli grâce à ce système.
Bien que le mécanisme d'action ne soit pas complètement compris, l'hypothalamus contrôle l'appétit et maintient un poids corporel stable. Il reçoit les données sensorielles, y compris l'odeur, le goût et la plénitude de l'estomac. Basé sur ces signaux, il initie la sensation de faim ou de satiété. Cette fonction de l'hypothalamus est considéré comme important pour comprendre le succès ou l'échec des programmes de perte de poids. Les dysfonctionnements dans l'axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien peuvent jouer un rôle dans certains troubles de l'alimentation.
Bien que l'hypothalamus envoie des signaux chimiques sur le système endocrinien, il envoie des signaux neuronaux dans le système nerveux autonome. Grâce à sa connexion avec le système nerveux autonome, l'hypothalamus contrôle la fréquence du pouls, la pression artérielle, la respiration et la digestion. Il recueille des données sensorielles des organes internes, la peau, les yeux, les vaisseaux sanguins et d'ailleurs. L'hypothalamus interprète toutes ces informations sur une base continue, envoyant des signaux neuronaux qui activent les systèmes sympathique et parasympathique du système nerveux autonome au besoin. L’objectif principal est de préserver l'état de l'homéostasie dans le corps.
Les blessures, les infections, les maladies génétiques et d'autres conditions peuvent modifier la fonction de l'hypothalamus. Cela peut provoquer un large éventail de dysfonctionnements dans les systèmes complexes qui contrôlent les glandes endocrines et le système nerveux autonome. Chez les enfants, le dysfonctionnement peut conduire à une croissance excessive ou avec facultés affaiblies, et une apparition de la puberté qui est trop tôt ou trop tard. La thyroïde ou des glandes surrénales peuvent être hyperactive ou paresseuse, affectant de nombreux processus métaboliques. Les troubles de l'alimentation, et la soif excessive ou miction peuvent se produire.
Les problèmes physiques et émotionnels connexes pourraient se manifester si l'hypothalamus est altéré. L'incapacité à interpréter avec précision et répondre à l'entrée sensorielle pourrait entraîner une dépression, troubles du sommeil, ou l’hyperactivité. Depuis l'hypothalamus joue un rôle dans les émotions et le comportement ainsi que le système nerveux autonome, toute perte de fonction peut modifier la façon dont une personne réagit au stress. On ne pense que le système immunitaire de fonctionnement de l’est également reliée à l'hypothalamus. En conséquence, une altération de cette structure peut entraîner une réponse immunitaire défectueuse.