Thalamus und Hypothalamus sind beides Namen von Strukturen im Gehirn. Während der Hypothalamus kegelförmig ist, besteht der Thalamus aus zwei verbundenen Lappen, von denen sich einer in jeder Hemisphäre befindet. Der Hypothalamus reguliert die lebenswichtigen Stoffwechselprozesse des Körpers und beeinflusst Temperatur, Blutdruck, Hunger, Durst und Schlaf. Es steuert das endokrine System, indem es die Hormonproduktion der Hypophyse beeinflusst. Der Thalamus nimmt Informationen aus verschiedenen Bereichen des Gehirns auf und leitet sie an die Großhirnrinde weiter, die äußere Schicht der grauen Substanz, in der Gehirnfunktionen auf höherer Ebene stattfinden.
Sowohl in der Struktur als auch in der Funktion sind Thalamus und Hypothalamus recht unterschiedlich, aber die Namen scheinen verwirrend ähnlich zu sein. Die Namen sind ähnlich, weil hypo bedeutet unter, und der Hypothalamus wurde nach seiner Position benannt, die unter dem Thalamus liegt. Sowohl Thalamus als auch Hypothalamus sind Teil eines Bereichs des Gehirns, der als Zwischenhirn bekannt ist.
Die Funktion des Hypothalamus bei der Aufrechterhaltung des Normalzustands des Körpers wird als Homöostase bezeichnet. Dabei werden Gewicht, Temperatur, Blutdruck und Flüssigkeitshaushalt einer Person reguliert. Über das Nervensystem erhält der Hypothalamus Informationen über verschiedene Körperteile und kann so Veränderungen anregen, die die Systeme wieder ins Gleichgewicht bringen.
Der Hypothalamus erhält Informationen über Faktoren wie Blutdruck, Hauttemperatur, Darmfülle und Konzentrationen verschiedener Stoffe im Blut, die dann das vegetative Nervensystem oder das endokrine System aktivieren können. Über das autonome Nervensystem können Reaktionen wie Schwitzen, Herzfrequenz, Verdauung und Verengung der Blutgefäße genutzt werden, um den Zustand des Körpers zu verändern. Der Hypothalamus steuert das endokrine System über die Hypophyse und stimuliert es, Hormone zu produzieren, die Drüsen wie die Schilddrüse und die Nebennieren beeinflussen. Dadurch kann es den Stoffwechsel, den Blutdruck und die Adrenalinausschüttung verändern.
Sowohl sensorische, das heißt von den Sinnen, als auch motorische oder bewegungsbezogene Informationen werden vom Thalamus an den Kortex weitergeleitet. Empfindungen wie Schmerzen, Informationen aus dem Darm und Emotionen werden alle über den Thalamus übertragen. Informationen über den Geruchssinn unterscheiden sich von denen der anderen Sinne, da sie den Thalamus erst erreichen, nachdem sie von der Rinde empfangen wurden. Circadiane Zyklen, wie Schlaf-Wach-Zyklen, werden teilweise vom Thalamus reguliert. Da der Hypothalamus auch mit Schlaf-Wach-Zyklen befasst ist, ist dies ein Bereich, in dem sowohl der Thalamus als auch der Hypothalamus eine Rolle spielen.