Гипоталамус участвует в регуляции обменных процессов. При раздражении задних ядер ускоряются обменные процессы в различных органах и тканях. В результате повышается уровень глюкозы в крови (гипергликемия), т. к. стимулируется гидролиз гликогена в печени и мышцах. Также увеличивается сила и частота сердечных сокращений, повышается тонус гладких мышц сосудов, кровяное давление, частота и глубина дыхания.
Регуляция половой деятельности. Передняя группа ядер гипоталамуса стимулирует процессы полового созревания за счет стимуляции выделения рилизинг-факторов для гонадотропных гормонов передней доли гипофиза. В результате повышается выброс гонадотропных гормонов из аденогипофиза, которые стимулируют развитие ткани гонад и выделение половых гормонов и у женщин и у мужчин. Задняя доля несколько тормозит половые функции. При поражении задней доли (серого бугра) наблюдается ускорение полового созревания.
Гипоталамус регулирует эмоциональные реакции — у животных вживлялись электроды в различные ядра гипоталамуса. Выяснилось — передняя группа ядер — центр положительных эмоций, задняя группа — центр агрессии и отрицательных эмоций.
Регуляция деятельности системы пищеварения. При возбуждении передних ядер стимулируется моторная и секреторная деятельность желудочно-кишечного тракта. При раздражении задних ядер — наоборот. В гипоталамусе располагаются образования пищевого центра, которые обеспечивают состояние голода и сытости. Латеральные ядра — центр голода, при их раздражении возникает гиперфагия и булемия; при их разрушении — нет чувства голода — смерть от истощения. Вентромедиальные ядра — центр насыщения при их раздражении по принципу реципрокности тормозятся латеральные ядра, возникает состояние сытости. В дорсомедиальных ядрах — центр жажды.