Гіпоталамус - це частина проміжного мозку, він розташований в підставі переднього мозку безпосередньо під таламуса і над гіпофізом. Його вага становить приблизно 5 м. Гіпоталамус не має чітких меж, його можна розглядати як частину мережі нейронів, що протягається від середнього мозку через гіпоталамус до глибинних відділів переднього мозку.
Гіпоталамус - головний координуючий і регулюючий центр вегетативної нервової системи. До нього підходять волокна сенсорних нейронів від усіх вісцеральних рецепторів, смакових рецепторів і нюхових рецепторів. Звідси через довгастий мозок і спинний мозок відбувається регуляція серцевого ритму, регуляція кров'яного тиску, регуляція дихання і регуляція перистальтики. В інших ділянках гіпоталамуса лежать спеціальні центри, від яких залежать голод, спрага і сон, а також поведінкові реакції, пов'язані з агресивністю і поведінкові реакції, пов'язані з розмноженням. Гіпоталамус контролює концентрацію метаболітів і температуру крові, разом з гіпофізомрегулірует секрецію більшості гормонів і підтримує сталість складу крові і сталість складу тканин.
У лімбічної системі і гіпоталамусі, що відповідають за мотивації та емоції, виявлені рецептори естрадіолу і тестостерону.
Термін гіпоталамус грецького походження, походить від слів «hypo» і «thalamos», що в перекладі означає «нижня кімната».
Назва гіпоталамус було отримано тому, що він розташувався під зоровими буграми біля основи головного мозку. У складі гіпоталамуса є більше тридцяти ядер, тобто парних клітин нервової системи, які здійснюють контроль над почуттям голоду, над температурою тіла, апетитом, почуттям спраги, баланс води в організмі, а також за статевою функцією.
Основна роль гіпоталамуса полягає у підтримці рівнів обміну речовин, а також у контролі таких фізіологічних систем як травної, ендокринної, серцево - судинної, видільної, та інших.
Так само контролюючи діяльність залоз, таким чином, здійснюється нейро-гуморально-гормональний контроль. Як відомо, саме в парних клітинах нервової системи утворюються біологічні речовини і гормони. Так як гіпоталамус добре оснащений гілками різних судинних закінчень і рецепторами, у зв'язку, з чим здатний вловлювати різні зміни в організмі, наприклад, зміна вмісту води, гормонів, цукру, солей в організмі, реагує на зміну стану температури тіла, та інших найменших зрушень у внутрішньому середовищі всього організму. Внаслідок коливань і зрушень активуються відповідні механізми, які організовують сексуальне і харчову поведінку, тим самим створюються всі умови для підтримки в тілі температурного балансу.
Роль гіпоталамуса в життєдіяльності всього живого організму дуже велика, так як він робить прямий вплив на вищерозміщені утворення мозку, на сталість внутрішнього середовища і всього організму, а також на регуляцію різних функцій організму. Гіпоталамус постійно перебуває у взаємодії з іншими мозковими структурами, а саме з корою головного мозку і його подкоркой.
У разі ушкодження гіпоталамуса виникає безліч різних хвороб, основними з них є обмінно-трофічні хвороби, ендокринні, тобто вегетативні діяльності організму, в тому числі зрушення сну і неспання, терморегуляції і, звичайно ж, в емоційній сфері. Уражаються ядра гіпоталамуса зазвичай при черепно-мозковій травмі, захворювання залоз внутрішньої секреції, які призводять до перерозподілу цереброспінальної рідини, пухлинах, нейроінфекціях, а також при інтоксикаціях. Ураження самого гіпоталамуса відбувається при сифілісі, саркоїдозі, базальному туберкульозному менінгіті, лімфогранулематозі і при лейкозах. Часто зустрічаються також пухлини гіпоталамуса, наприклад, такі як: краніофарінгіоми, тератоми, ектопічні пинеаломы, менінгіоми, гліоми, також можуть проростати аденоми гіпофіза.