Hipotalamusna žleza je del možganov, ki opravlja številne ključne funkcije, kot sta uravnavanje telesne temperature in izločanje hormonov. Hipotalamus je neposredno odgovoren za nadzor žeje, spolnega nagona, lakote in spanja. Prav tako nadzoruje številne hormone, ki jih sprošča hipofiza, ki se nahaja neposredno pod njo v možganih. Hipotalamusna žleza se nahaja v spodnjem osrednjem delu možganov, za očmi.
Ta žleza je stožčaste oblike in je sestavljena iz povezanih nevronov, tako kot večina drugih delov možganov. Je del endokrinega sistema, ki je sistem žlez, ki izločajo hormone, kot so ščitnica, epifiza in nadledvične žleze. Te žleze so odgovorne za porazdelitev hormonov po telesu. Hormoni so kemikalije, zasnovane za prenos sporočil med različnimi telesnimi sistemi.
Zaradi bližine žleze hipotalamus pogosto komunicira s hipofizo. Infundibularni pecelj povezuje oba in se razteza od spodnjega konca hipotalamusa do hipofize. Hipotalamus pošilja hormone v hipofizo, ki ji naroči, naj poveča ali zmanjša proizvodnjo hormonov. Ta povezava med hipotalamusom in hipofizo je ključni dejavnik v številnih fizioloških procesih v telesu, kot je hipotalamo-hipofizna nadledvična os, kemični odziv telesa na stres.
Znotraj hipotalamusa je veliko nevrosekretornih celic, ki so potrebne za komunikacijo med možganskimi nevroni. Komunikacijski proces se imenuje nevrotransmisija. Hipotalamusna žleza sprošča veliko nevrotransmiterjev, ki se srečajo z oddajniki iz drugih žlez v »sinapsah« in iz te osnovne komunikacije nadzorujejo številne vitalne telesne procese.
Glavna vloga hipotalamusa je homeostaza. To je preprosto vzdrževanje statusa quo telesa glede na številne dejavnike, kot sta krvni tlak in ravnovesje elektrolitov. Hipotalamus upravlja večino ključnih avtomatskih procesov v možganih in ima celo vlogo pri razpoloženju. Hipotalamus je odgovoren tudi za povezavo živčnega sistema z endokrinim sistemom.
Hipotalamusna žleza je blizu optičnega prepona, ki je odgovoren za vid. Zaradi te bližine lahko kateri koli tumor v bližini ali kakršno koli vnetje hipotalamusa povzroči hude težave z vidom in morda celo slepoto. Hipotalamusna žleza je absolutno osrednjega pomena za delovanje možganov in jo lahko obravnavamo kot glavni procesni center v človeškem telesu.