1、體溫調節中樞在下丘腦；下丘腦前部是溫度敏感神經元的所在部位，它們感受著體內溫度的變化；下丘腦后部是體溫調節的整合部位，能調整機體的產熱和散熱過程，以保持體溫穩定于一定水平。
2、攝食行為調節。下丘腦外側區存在攝食中樞，而腹內側核存在所謂飽中樞，后者可以抑制前者的活動。
3、下丘腦控制攝水的區域與控制抗利尿激素分泌的核團在功能上是有聯系的，兩者協同調節著水平衡。
4、調節腺垂體激素分泌。
5、對情緒反應的影響。
6、對生物節律的控制：視交叉上核可能通過視網膜-視交叉上核束，來感受外界環境光暗信號的變化，使機體的生物節律與環境的光暗變化同步起來。