L'hypothalamus est une zone située tout au centre du cerveau, il représente moins de 1% du volume total. L'hypothalamus se retrouve juste au-dessus de l'hypophyse, relié par une tige qu'on appelle la tige pituitaire. Il assure un double rôle de contrôle des sécrétions hormonales de la glande hypophyse, considérée comme le "chef d'orchestre" des autres glandes de l'organisme ainsi que de l'homéostasie (maintien des paramètres biologiques de l'organisme), il intervient également dans le comportement sexuel et les émotions. Il fait partie d'un système appelé le système limbique (impliqué dans les émotions).
Grâce à la relation étroite qu'il possède avec l'ensemble du corps, l'hypothalamus contrôle les fonctions comme la soif, la faim, la régulation de la température interne (par frissons et transpiration), les fonctions respiratoires et cardiaques (rythme cardiaque et constriction des vaisseaux sanguins). L'hypothalamus joue un rôle important dans les changements d'émotions et d'humeur.
L'hypothalamus sécrète plusieurs hormones dont les libérines, qui sont les hormones susceptibles de donner des ordres à l'hypophyse et en particulier à la partie antérieure de l'hypophyse (l'antéhypophyse), par l'intermédiaire de la tige pituitaire.
Il s'agit de :

• La corticolibérine ou CRF : va donner des ordres à la glande surrénale pour fabriquer le cortisol (sorte de cortisone naturelle)
• La somatocrinine ou GH-RH et la somatostatine, qui agissent sur la sécrétion de somathormone (hormone de croissance : effet de sécrétion, inhibition)
• La thyréolibérine ou TRH qui agit sur la sécrétion de thyréostimuline, qui stimule la sécrétion des hormones thyroïdiennes.
• La dopamine, sécrétée en petites quantités par l'hypothalamus, contrôle la sécrétion de prolactine et celle des catécholamines (adrénaline, noradrénaline)
• La gonadolibérine ou GNRH (gonadotrophin releasing hormone = hormone de libération des gonadotrophines), ou LH-RH (luteinizing releasing hormone = hormone de libération de l'hormone lutéinisante), qui agit sur la sécrétion des gonadotrophines.