Funkcje podwzgórza obejmują sekrecję neurohormonów, często nazywanych hormonami uwalniającymi podwzgórze, takimi jak hormony uwalniające wzrost i hormony dopaminy. Te hormony uwalniające podwzgórze stymulują lub hamują wydzielanie hormonów przysadkowych.
Podwzgórze odgrywa rolę w utrzymaniu homeostazy w organizmie, regulując takie rzeczy jak równowagę pH, kontrolę temperatury, ciśnienie krwi i oddychanie. Podwzgórze jest również zaangażowane w kontrolę funkcji autonomicznych, kontrolę funkcji hormonalnych i kontrolę funkcji motorycznych. Kontroluje głód i pragnienie oraz spożycie pożywienia i wody. Reguluje również cykle zmęczenia, snu i czuwania, a także kontroluje zachowania obronne.
Podwzgórze jest częścią mózgu łączącą układ nerwowy z układem hormonalnym poprzez przysadkę mózgową. Jest również połączony z niektórymi częściami ośrodkowego układu nerwowego, takimi jak pień mózgu. Stanowi część układu limbicznego i łączy się z strukturami limbicznymi, takimi jak amygdale i septum. Jest również powiązany z obszarami autonomicznego układu nerwowego.
Podwzgórze zawiera wiele małych jąder i włókien. Dwa główne jądra to jądra ponadoptyczne i przykomorowe. Komórki w tych dwóch jądrach wydzielają hormony wazopresyny, oksytocyny, hormonu antydiuretycznego i hormonu uwalniającego kortykotropinę.
