O hipotálamo (do idioma grego antigo ὑποθαλαμος, sob o tálamo) é uma região do encéfalodos mamíferos (tamanho aproximado ao de uma amêndoa) localizado sob o tálamo, formando uma importante área na região central do diencéfalo, tendo como função regular determinados processos metabólicos e outras atividades autônomas. O hipotálamo liga o sistema nervosoao sistema endócrino sintetizando a secreção de neuro hormônios (também chamado de "liberador de hormônios") sendo necessário no controle da secreção de hormônios daglândula pituitária — entre eles, liberação do hormônio gonadotropina 1 (GnRH). Os neurôniosque secretam GnRH são ligados ao sistema límbico, que está envolvido principalmente no controle das emoções e atividade sexual. O hipotálamo também controla a temperatura corporal, a fome, sede, e os ciclos circadianos.Apesar de relativamente pequeno, é uma região encefálica importante na homeostase corporal, isto é, no ajustamento do organismo às variações externas. Por exemplo, é o hipotálamo que controla a temperatura corporal, o apetite e o balanço de água no corpo, além de ser o principal centro da expressão emocional e do comportamento sexual. O hipotálamo faz também a integração entre os sistemas nervoso e endócrino, atuando na ativação de diversas glândulas produtoras de hormônios. A hipófise e o hipotálamo são estruturas intimamente relacionadas morfológica e funcionalmente que controlam todo o funcionamento do organismo direta ou indiretamente atuando sobre diversas glândulas como a tireóide, adrenais e gônadas. Quase toda a secreção hipofisária é controlada pelo hipotálamo, que recebe informações oriundas da periferia (que vão desde a dor até pensamentos depressivos) e dependendo das necessidades momentâneas inibirá ou estimulará a secreção dos hormônios hipofisários, por meio de sinais hormonais ou neurais. O hipotálamo também produz dois hormônios, aocitocina e o hormônio antidiurético (ADH) que são transportados para a neuro hipófise onde são armazenados.
