Hipotalamusun birincil işlevi, vücutta bir homeostaz durumunu sürdürmek için endokrin sistemi otonom sinir sistemi ile ilişkilendirmektir. Beyin sapının üstünde yer alan küçük bir yapı olan hipotalamus, karmaşık bir girdi ve çıktı sistemine sahiptir. Bunlar değişen koşullara hızla yanıt vermesini ve vücudun buna göre ayarlanmasını sağlar. Uyku döngüleri, açlık veya susuzluk hissi ve vücut ısısının düzenlenmesi gibi temel işlevler arasında birçok görev vardır. Aynı zamanda üreme sisteminin birçok yönünü kontrol eder ve duyguların sitesidir.
Özel nörohormonların serbest bırakılmasıyla, hipotalamus, endokrin sistemin ana bezi olan hipofiz bezini kontrol eder. Bu kimyasal sinyaller, hipotalamus gerekli olduğunu algıladığında hipofiz bezinin çeşitli işlevlerini aktive eder. Buna karşılık, hipofiz bezi diğer hormonları kan dolaşımına bırakır. Bu hormonlar, diğer endokrin bezleri ve vücuttaki çok çeşitli metabolik fonksiyonları kontrol eder. Hipotalamusun açlığı ve susuzluğu kontrol etmedeki işlevi, cinsel işleyişi ve büyümesi bu sistem aracılığıyla gerçekleştirilir.
Etki mekanizması tam olarak anlaşılmamasına rağmen, hipotalamus iştahı kontrol eder ve vücut ağırlığının sabit kalmasını sağlar. Koku, tat ve midenin dolgunluğu dahil olmak üzere duyusal verileri alır. Bu sinyallere dayanarak, açlık veya doyma hissini başlatır. Hipotalamusun bu işlevi, kilo verme programlarının başarısını veya başarısızlığını anlamak için önemli olarak kabul edilir. Hipotalamus-hipofiz-adrenal aksındaki fonksiyon bozuklukları bazı yeme bozukluklarında rol oynayabilir.
Hipotalamus endokrin sisteme kimyasal sinyaller gönderirken, otonom sinir sistemine sinir sinyalleri gönderir. Otonom sinir sistemi ile olan bağlantısı sayesinde, hipotalamus nabız hızını, kan basıncını, solunum ve sindirimi kontrol eder. İç organlardan, cilt, gözler, kan damarları ve diğer yerlerdeki duyusal verileri toplar. Hipotalamus, tüm bu bilgileri sürekli olarak yorumlar ve otonom sinir sisteminin sempatik ve parasempatik sistemlerini gerektiği gibi aktive eden sinir sinyallerini gönderir. Ana amaç vücuttaki homeostazın durumunu korumaktır.
Yaralanmalar, enfeksiyonlar, genetik bozukluklar ve diğer durumlar, hipotalamusun fonksiyonunu değiştirebilir. Bu, endokrin bezleri ve otonom sinir sistemini kontrol eden karmaşık sistemlerde çok çeşitli fonksiyon bozukluklarına neden olabilir. Çocuklarda, işlev bozukluğu aşırı veya bozulmamış büyümeye ve çok erken veya çok geç bir ergenlik başlangıcına neden olabilir. Tiroid veya adrenal bezler, çok sayıda metabolik süreci etkileyen aşırı aktif veya küçük olabilir. Yeme bozuklukları ve aşırı susama veya idrara çıkma meydana gelebilir.
Hipotalamus bozulmuşsa duygusal ve buna bağlı fiziksel problemler ortaya çıkabilir. Duyusal girdiyi doğru yorumlayamamak ve cevaplayamamak, depresyon, uyku bozuklukları veya hiperaktivite ile sonuçlanabilir. Hipotalamus, otonom sinir sisteminin yanı sıra duygular ve davranışlarda da rol oynadığından, herhangi bir fonksiyon kaybı, bir kişinin strese verdiği tepkiyi değiştirebilir. Bağışıklık sisteminin işleyişinin de hipotalamusa bağlı olduğuna inanılmaktadır. Sonuç olarak, bu yapının bozulması, hatalı bir bağışıklık tepkisi ile sonuçlanabilir.
