功能：垂體分泌激素的多少，是受下丘腦支配的。下丘腦中有一些細胞不僅能傳導興奮，而且能分泌激素。這些激素的功能是促進垂體中激素的合成和分泌。例如，下丘腦分泌的促性腺激素釋放激素，能夠作用垂體合成和分泌促性腺激素。因此可以說下丘腦是機體調節內分泌活動的樞紐。
作用：有人認為下丘腦後部是交感神經中樞，而前部是副交感神經中樞。但因為沒有得到足夠的實驗事實的支持，這個概念已不被大家所公認。現在認為，下丘腦不是單純的交感或副交感中樞，而是較高級的調節內臟活動的中樞，它能把內臟活動和其它生理活動聯繫起來，調節體溫、營養攝取、水平衡、內分泌、情緒反應等重要生理過程。
1．體溫調節調節體溫的中樞在下丘腦。破壞哺乳動物的下丘腦後，體溫不能保持恆定。下丘腦的體溫調節機構除有中樞性溫度感受器外，還有控制產熱和散熱功能的中樞。
2．攝食行為的調節動物實驗證明，下丘腦的腹內側區接近正中隆起的兩側受損傷時，動物的食量大增；如以電流刺激這一部位，則食量大減。因此，這一部位被稱為飽中樞(satietycenter)。相反，下丘腦外側區損毀時，動物食量減少，甚至拒食；若刺激這一部位，則食量大增。因而被認為是攝食中樞(feedingcenter)的所在。在正常機體，這兩部位之間可能是互相制約的。至於攝食中樞的自然刺激是什麼，有人認為血糖水平的降低是引起攝食中樞興奮的主要傳入信息。實驗征明，動物在飢餓狀態下。攝食中樞神經元放電頻率較高而飽中樞神經元放電頻率較低，靜脈注入葡萄糖後，攝食中樞神經元放電頻率減少而飽中樞神經元放電頻率增多。進一步實驗證明，飽中樞的活動還與該中樞內神經細胞的糖利用水平有關。糖尿病患者血糖水平增高，但因缺乏胰島素，飽中樞神經細胞的糖利用率減少，因此其活動降低而使食慾增加
3．水平衡的調節損壞下丘腦外側區除可引起動物拒食外，飲水也明顯減少；刺激下丘腦外側區某些部位，則可引起動物飲水增多。但控制飲水中樞的確切位置目前還不清楚。
下丘腦控制排水是通過抗利尿激素的分泌來完成的。抗利尿激素是由視上核和室旁核的神經元合成的。神經分泌顆粒沿下丘腦-垂體束的神經纖維向外周運輸而貯存於神經垂體內，以高滲鹽水注入動物的頸內動脈，可刺激抗利尿激素的分泌。下丘腦內的滲透壓感受器可能在視上核和室旁核內。電生理研究觀察到，當頸內動脈注入高滲鹽水時，視上核內某些神經元放電增多。一般認為，下丘腦控制攝水的區域與抗利尿激素分泌的核團在功能上是有聯繫的，兩者協同調節著水平衡
4．腺垂體激素分泌的調節下丘腦內有些神經元能合成調節腺垂體激素分泌的肽類物質，包括促甲狀腺素釋放激素、促性腺激素釋放激素、生長素釋放抑制激素、生長素釋放激素、促腎上腺皮質激素釋放激素、促黑素細胞激素釋放因子、促黑素細胞激素釋放抑制因子、催乳素釋放因子、催乳素釋放抑制因子等。這些肽類物質合成後經軸突運輸到正中隆起，由此經垂體門脈系統到達腺垂體，促進或抑制某種腺垂體激素的分泌。此外，下丘腦還有一些神經元對血液中某些激素濃度的變化比較敏感，這種神經元稱為覺察細胞(detectorcell)，能感受血液中激素濃度變化的信息，反饋調節上述肽類物質的分泌，從而更好地控制腺垂體的激素分泌活動
5．對情緒反應的影響在間腦水平以上切除大腦的貓，常出現一系列交感神經系統過度興奮的現象，並且張牙舞爪，好似正常貓在搏鬥時一樣，故稱之為“假怒”。平時下丘腦的這種活動受到大腦皮層的抑制而不易表現，但切除大腦皮層以後，則這種抑制解除了，以致在微弱的刺激下就能激發強烈的假怒反應。近年來的研究指出，下丘腦記憶體在所謂“防禦反應區”，它主要位於下丘腦的腹內側區。在動物麻醉條件下，電刺激該區可引起血壓上升，皮膚及胃腸血管收縮，心率加速等交感神經興奮性反應。在動物清醒狀態下，電刺激該區還可出現防禦性行為。下丘腦腹內側區與杏仁核之間有功能聯繫，兩者與情緒反應活動有關。此外，電刺激下丘腦外側區可引致動物出現攻擊行為，電刺激下丘腦背側區則出現逃避行為。可見，下丘腦與情緒反應的關係非常密切。
