Talamus ve hipotalamus, beyindeki yapıların adıdır. Hipotalamus koni şeklinde iken, talamus, biri her yarım kürede yer alan iki bağlı lobdan oluşur. Hipotalamus, vücuttaki sıcaklık, kan basıncı, açlık, susuzluk ve uykuyu etkileyen hayati metabolik süreçleri düzenler. Hipofiz bezinin hormon üretimini etkileyerek endokrin sistemi kontrol eder. Talamus, beynin birçok farklı bölgesinden bilgi alır ve daha yüksek düzeyde beyin fonksiyonlarının gerçekleştiği gri maddenin dış katı olan beyin korteksine iletir.
Hem yapı hem de işlevde, talamus ve hipotalamus oldukça farklıdır, ancak isimler kafa karıştırıcı şekilde benzer görünür. İsimler benzerdir, çünkü hipo altında anlamına gelir ve hipotalamus, talamusun altındaki pozisyonu için adlandırılmıştır. Hem talamus hem de hipotalamus, beynin diensefalon olarak bilinen bir alanının bir parçasıdır.
Hipotalamusun vücudun normal durumunu sürdürmedeki işlevi homeostaz olarak bilinir. Bir kişinin kilosu, sıcaklığı, kan basıncı ve sıvı dengesi bu sürecin bir parçası olarak düzenlenir. Hipotalamus, sinir sistemi aracılığıyla vücudun farklı bölgeleri hakkında bilgi alır ve sistemleri dengeye getiren değişiklikleri uyarmasını sağlar.
Kan basıncı, cilt sıcaklığı, bağırsak dolgunluğu ve kandaki çeşitli maddelerin konsantrasyonları gibi faktörler hakkında bilgi, daha sonra otonom sinir sistemini veya endokrin sistemi aktive edebilen hipotalamus tarafından alınır. Otonom sinir sistemi sayesinde, terleme, kalp atım hızı, sindirim ve kan damarlarının daralması gibi tepkiler vücudun durumunu değiştirmek için kullanılabilir. Hipotalamus, endokrin sistemi hipofiz bezinden kontrol ederek tiroid ve adrenaller gibi bezleri etkileyen hormonlar üretmesini sağlar. Bu metabolizma, tansiyon ve adrenalin salınımını değiştirmesine izin verir.
Her iki duyu, yani duyulardan, motordan veya hareketten gelir, bilgiler talamus tarafından kortekse iletilir. Acı, bağırsaklardan gelen bilgiler ve duygular gibi duyumların hepsi talamus aracılığıyla iletilir. Koku duyusuna ilişkin bilgiler, yalnızca korteks tarafından alındıktan sonra talamusa ulaştığından, diğer duyulardan farklıdır. Uyku uyanıklık döngüleri gibi sirkadiyen döngüleri kısmen talamus tarafından düzenlenir. Hipotalamus da uykudan uyanma döngüleri ile ilgilendiği için bu, hem talamustan hem de hipotalamustan girdilerin dahil olduğu bir alandır.
