Гипотала́мус — небольшой отдел промежуточного мозга под таламусом, в котором расположены центры вегетативной нервной системы; гипоталамус тесно связан с гипофизом.
Строение гипоталамуса отличается сложностью. Группы клеток образуют отдельные ядра гипоталамуса. Между соседними ядрами существуют промежуточные нервные клетки или их небольшие группы, поэтому физиологическое значение могут иметь не только ядра, но и межъядерные гипоталамические зоны. Нервные клетки гипоталамуса вырабатывают нейрогормоны вазопрессин и окситоцин (выделяемые гипофизом), а также рилизинг-гормоны, стимулирующие или угнетающие секрецию гормонов гипофизом. Гипоталамус регулирует обмен веществ, деятельность сердечно-сосудистой, пищеварительной, выделительной систем и желез внутренней секреции, механизмы сна, бодрствования, эмоций. Он осуществляет связь нервной и эндокринной систем. Раздражение гипоталамуса приводит к формированию целенаправленного поведения — пищевого, питьевого, полового, агрессивного. При повреждении верхнемедиального ядра и серобугровой области гипоталамуса наблюдают ожирение как результат полифагии (булимий) или кахексию. Повреждение задних отделов гипоталамуса вызывает гипергликемию. Вследствие повышения проницаемости стенок сосудов при инфекциях и интоксикациях гипоталамические ядра могут подвергаться патогенным воздействиям бактериальных и вирусных токсинов и химических веществ, циркулирующих в крови. Особенно опасны нейровирусные инфекции. Поражения гипоталамуса наблюдаются при базальном туберкулезном менингите, сифилисе, саркоидозе, лимфогранулематозе, лейкозах.