El hipotálamo es una estructura del encéfalo. En particular del diencéfalo (el cual es una subdivisión del prosencéfalo). El hipotálamo, que está encima del tálamo, rodea el tercer ventrículo y se encuentra en la base del encéfalo.

Esta estructura del sistema nervioso central tiene varias funciones.

Por un lado, controla el sistema nervioso autónomo y el sistema endocrino. Por otro lado, organiza conductas básicas para la supervivencia (lucha, ingesta, huida y apareamiento).

El hipotálamo está unido, mediante el tallo hipofisario, a la base de la hipófisis, es decir, está conectado a la glándula endocrina (glándula alojada en un espacio óseo llamado silla turca del hueso esfenoides) y segrega hormonas para regular la homeostasis y la función de otras glándulas del sistema endocrino.

Este control sobre la hipófisis se debe a células especializadas del sistema nervioso –neuronas- llamadas células neurosecretoras. Éstas son producidas por células del hipotálamo y se localizan cerca de la base del tallo de la hipófisis. Su función es estimular a la glándula pituitaria (como también se conoce a la hipófisis) para que segregue sus propias hormonas.

El tallo hipofisario, responsable de la unión entre el hipotálamo y la hipófisis, consiste en un sistema vascular especial. Por un lado, el hipotálamo conecta con la hipófisis anterior (adenohipófisis), la cual produce lutropina, prolactina, somatotropina y otras hormonas. Por otro lado, el hipotálamo conecta con la hipófisis posterior (neurohipófisis), la cual produce oxitocina y vasopresina, entre otras hormonas.