下丘脑作为调节内脏活动和内分泌活动的中枢，主要承担神经调节与激素调节的双重功能。其功能通常包括调节体温、控制摄食与水平衡、调控内分泌活动、维持昼夜节律以及参与情绪反应等生理过程。
1、调节体温
下丘脑前部存在温度敏感神经元，可感知血液温度变化。当体温偏离正常范围时，通过调节汗腺分泌、皮肤血管舒缩及骨骼肌颤栗等机制，维持体温稳定在36.5℃-37℃的核心区间。
2、控制摄食与水平衡
外侧区饥饿中枢与腹内侧饱食中枢共同调控能量代谢，通过分泌神经肽Y等物质引发摄食行为。渗透压感受器监测血液浓度变化，通过调节抗利尿激素分泌和饮水行为维持体液平衡。
3、调控内分泌活动
通过合成释放促激素释放激素（如促甲状腺激素释放激素），经垂体门脉系统作用于腺垂体，调控生长激素、甲状腺激素等分泌。同时直接分泌抗利尿激素和催产素至神经垂体。
4、维持昼夜节律
视交叉上核作为生物钟起搏器，接收视网膜光信号输入，通过调节松果体褪黑素分泌，控制睡眠-觉醒周期及激素分泌的昼夜波动，周期约为24.2小时。
5、参与情绪反应
与边缘系统存在广泛联系，通过调控自主神经系统影响心血管和消化系统活动。在应激状态下，激活下丘脑-垂体-肾上腺轴，促使皮质醇分泌，引发心率加快、血压升高等生理反应。
由于下丘脑损伤可能导致尿崩症、体温失调或睡眠障碍，日常需注意避免颅脑外伤，保持规律作息。若出现多饮多尿、顽固性发热或情绪行为异常，建议及时进行头颅MRI和激素水平检测。