O hipotálamo desempenha várias funções, sendo a principal a homeostase. Outras funções são a produção de hormônios e o controle de algumas glândulas, incluindo a hipófise e a glândula adrenal. A homeostase é como o corpo controla os processos autonômicos, como temperatura, respiração e pressão sanguínea equilibradas.
O hipotálamo tem o tamanho de uma pérola e está envolvido em outros processos, como o ciclo sono-vigília e a função motora. O hipotálamo, devido ao seu papel na produção de hormônios, pode afetar as emoções de uma pessoa, especialmente nas áreas de fome, desejo sexual, humor e sede. O hipotálamo usa um ponto definido do corpo para fazer ajustes em vários sistemas autônomos.