بخش قدامی یا سوپراکیاسماتیک، بخش میانی یا توبرال، بخش خلفی و بخش خارجی از قسمت‌های مختلف هیپوتالاموس هستند که هر بخش هسته‌هایی دارد. قسمت خارجی هسته‌های پره اپتیک خارجی و هیپوتالاموس خارجی را شامل می‌شود. هیپوتالاموس خارجی مرکز تنظیم و تحریک گرسنگی و تشنگی است و اختلال در عملکرد آن باعث بی اشتهایی و لاغری می‌شود. هسته‌های خلفی به‌طور کلی رفتارهای مربوط به بقا و کنترل سیستم سمپاتیک و تنظیم حرارت بدن در پاسخ به سرما را بر عهده دارند.
کارکرد هیپوتالاموس
هیپوتالاموس درواقع یک دستگاه کنترل‌کنندهٔ بدن است. این بخش از مغز با تأثیری که بر هیپوفیز می‌گذارد، فعالیت بسیاری از غده‌های بدن مثل پانکراس (لوزالمعده)، تیروئید و … را کنترل می‌کند. این عمل از طریق ترشح دونوع هورمون به نام‌های آزادکننده و مهارکننده می‌باشد که نوع اول ترشحات هیپوفیز را زیادتر و نوع دوم آن را کمتر می‌کند.
علاوه بر آن هیپوتالاموس دمای بدن، گرسنگی، تشنگی و چرخه زمانی بدن را تنظیم می‌کند.
در پدیدهٔ تولید مثل، چند سطح کنترل هورمونی وجود دارد که هیپوتالاموس اولین سطح کنترل مغز است. انواع محرک بیرونی به مغز می‌رسد و محرک‌های مربوط به تولید مثل به هیپوتالاموس وارد می‌شوند. برای نمونه در گوسفند کاهش تدریجی دورهٔ روشنایی منجر به تحریک هورمونی می‌شود در حالی که در جانوران دیگر از قبیل خرگوش جفت‌گیری محرک اولیهٔ تخمک‌گذاری است از دیگر محرک‌های حسی می‌توان محرک بویایی را نام برد. مشخص شده که اغلب این محرک‌های خارجی از طریق تأثیر هیپوتالاموس بر هیپوفیز منجر به تغییر فعالیت‌های هورمونی می‌شوند. تحت اثر این محرک‌ها فاکتورهای رها کننده و مهارکننده از هیپوتالاموس رها شده این عوامل به لوب پیشین هیپوفیز منتقل می‌شوند. از جمله این فاکتورها هورمون رها کننده گنادوتروپین (GnRH)است.
آسیب هیپوتالاموس
آسیب هیپو تالاموس مایهٔ به‌هم‌ریختگیِ چندین فعالیت نباتی و برخی فعالیت‌های انگیزشی همانند غریزهٔ جنسی، مبارزه‌طلبی، و احساس گرسنگی می‌گردد. هیپوتالاموس در هیجان‌ها (احساسات) نیز نقش دارد. بخش‌های پهلویی، به گونه‌ای ویژه می‌نماید که با احساس لذت و خشم ربط داشته‌باشد، در حالی که به خشم آنی به بیزاری، احساسات ناخوشایند و گرایش به خنده های بلند و مهارناشدنی ربط داده می‌شود.
هیپوتالاموس بیشتر به ابراز احساسات مربوط می‌شود؛ هنگامی که نشانه‌های فیزیکی احساسات آشکار می‌گردد، خطر احتمالی برآمده ازشان از راه هیپوتالاموس به سیستم لیمبیک و سرانجام به هستهٔ پیش‌مغز منتقل می‌شود که مایهٔ افزایش دلواپسی می‌گردد.
