O hipotálamo produz uma infinidade de hormônios, que são compostos químicos importantes na regulação do ambiente interno do corpo. Eles se enquadram em três classes amplas. A primeira classe estimula outros órgãos do corpo a produzir hormônios. Inibir a produção de outros hormônios é a função da segunda classe. Diferentes sistemas dentro do corpo são diretamente afetados pela terceira classe de hormônios hipotalâmicos.
Uma classe de hormônios hipotalâmicos são os hormônios liberadores, que atuam estimulando a produção de outros hormônios. Por exemplo, o hipotálamo secreta o hormônio liberador de tireotrofina (TRH), que estimula a glândula pituitária a produzir hormônio estimulador da tireóide (TSH). O TSH faz com que a tireóide crie hormônios da tireóide. Altos níveis de hormônio tireoidiano no sangue diminuem a produção hipotalâmica de TRH, formando assim um ciclo de feedback inibitório. Estabelecer vários níveis de controle para a produção hormonal ajuda a garantir que o corpo mantenha um ambiente interno estável.
O hipotálamo produz vários outros hormônios liberadores. O hormônio liberador de gonadotrofina (GnRH) estimula a glândula pituitária a criar hormônio folículo-estimulante (FSH) e hormônio luteinizante (LH), importantes para a regulação do sistema reprodutivo. A quantidade de hormônio do crescimento (GH) produzida pela hipófise pode ser aumentada pelo hormônio liberador de hormônio do crescimento (GHRH). Da mesma forma, o hormônio liberador de corticotropina (CRH) estimula a produção de hormônio adrenocorticotrópico (ACTH) a partir da glândula pituitária, o que é importante para a regulação do débito hormonal da glândula adrenal.
Hormônios hipotalâmicos também podem ser inibitórios por natureza. A dopamina é considerada inibitória porque diminui a produção de prolactina (Prl) pela hipófise. A prolactina é um hormônio importante na regulação do ciclo menstrual e na produção de leite materno nas mulheres e também contribui para manter a função sexual geral nos homens. Outro hormônio hipotalâmico inibitório é a somatostatina, também conhecida como hormônio inibidor do hormônio do crescimento (GHIH).
Alguns dos hormônios hipotalâmicos têm efeitos mais diretos. Um exemplo é a vasopressina, também conhecida como hormônio antidiurético (ADH). Esse hormônio faz com que o rim aumente a retenção de líquidos e é importante na manutenção dos níveis corretos de eletrólitos, como sódio e potássio no sangue. A ocitocina, outro hormônio hipotalâmico com efeitos diretos no corpo, é importante para estimular as contrações uterinas durante o parto e permitir que o leite seja liberado dos seios da mãe para um bebê em aleitamento. Algumas pessoas se referem a esse hormônio como o hormônio do “amor”, porque altos níveis também são relatados em pacientes que têm uma forte conexão emocional com um parceiro.