Hypothalamus reglerar kroppens endokrina system och därmed exempelvis hunger, törst och sömn. Detta gör hypothalamus genom sin kontakt med hypofysen (pituitary gland).
Hypothalamus är inblandad i repoduktiva beteenden.
Den största skillnaden i hjärnan mellan könen är att män tenderar ha något större hypothalamus än kvinnor.
Det är hypothalamus som triggar stressresponsen i kroppen dels genom att skicka en nervsignal till binjurarna om att utsöndra adrenalin (fast-acting pathway) och dels genom att skicka CRH till hypofysen som i sin tur utsöndrar ACTH vilket startar slow-acting pathway. Hypothalamus kommunicerar med den anteriora hypofysen via blodomlopp och med den posteriora hypofysen via axon. Dessa hormon får i sin tur de olika körtlarna i kroppen att producera andra hormon som i sin tur påverkar olika organ, inklusive hjärnan.