В передних ядрах гипоталамуса находятся:

1.        центр парасимпатического отдела вегетативной нервной системы;

2.        центр теплоотдачи;

3.        нейросекреторные клетки, продуцирующие вазопрессин (супраоптическое ядро) и окситоцин (паравентрикулярное ядро);

4.        центр жажды.

В средних ядрах гипоталамуса находятся:

1.        центр голода и насыщения;

2.        центр полового поведения;

3.        центр агрессии.

В задних ядрах гипоталамуса находятся:

1.        центр симпатического отдела вегетативной нервной системы;

2.        центр теплопродукции;

3.        нейросекреторные клетки, продуцирующие рилизинг-гормоны (либерины и статины), регулирующие продукцию гипофизарных гормонов;

4.        центр удовольствия.

Ядра гипоталамуса получают обильное кровоснабжение. Капиллярная сеть гипоталамуса по своей разветвлённости в несколько раз больше, чем в других отделах ЦНС. Одной из особенностей капилляров гипоталамуса является их высокая проницаемость, обусловленная истончённостью стенок капилляров и их фенестрированностью (СНОСКА: Фенестрированность («окончатость») – наличие промежутков – «окон» – между смежными эндотелиальными клетками капилляров (лат. «fenestra» – окно)). В результате этого в гипоталамусе слабо выражен гематоэнцефалический барьер (ГЭБ), и нейроны гипоталамуса способны воспринимать изменения состава спинномозговой жидкости и крови (температуру, содержание ионов, наличие и количество гормонов и т.д.).

Гипоталамус является центральным звеном, связующим нервные и гуморальные механизмы регуляции вегетативных функций организма. Управляющая функция гипоталамуса обусловлена способностью его клеток к секреции различных регуляторных веществ. Нейросекрет путём аксонального транспорта переносится в другие структуры мозга, спинномозговую жидкость, кровь или в гипофиз, изменяя функциональную активность органов-мишеней. Соответственно основным контурам регуляции, в гипоталамусе выделяют 4 нейроэндокринные системы.