Talamus in hipotalamus sta obe imeni struktur v možganih. Medtem ko je hipotalamus stožčaste oblike, je talamus sestavljen iz dveh povezanih reženj, enega na vsaki polobli. Hipotalamus uravnava vitalne presnovne procese v telesu, vpliva na temperaturo, krvni tlak, lakoto, žejo in spanje. Nadzira endokrini sistem tako, da vpliva na proizvodnjo hormonov v hipofizi. Talamus sprejema informacije iz številnih različnih področij možganov in jih posreduje možganski skorji, zunanji plasti sive snovi, kjer potekajo možganske funkcije višje ravni.
Talamus in hipotalamus sta tako po strukturi kot funkciji precej različna, vendar se zdita imeni zmede podobna. Imena sta podobna, ker hipo pomeni pod, hipotalamus pa je dobil ime po svojem položaju, ki je pod talamusom. Tako talamus kot hipotalamus sta del možganskega področja, znanega kot diencefalon.
Funkcija hipotalamusa pri ohranjanju normalnega stanja telesa je znana kot homeostaza. Teža, temperatura, krvni tlak in ravnovesje tekočine osebe se uravnavajo kot del tega procesa. Hipotalamus prejema informacije o različnih delih telesa preko živčnega sistema, kar mu omogoča, da spodbudi spremembe, ki sisteme vrnejo v ravnovesje.
Informacije o dejavnikih, kot so krvni tlak, temperatura kože, polnost črevesja in koncentracije različnih snovi v krvi, prejme hipotalamus, ki lahko nato aktivira avtonomni živčni sistem ali endokrini sistem. Preko avtonomnega živčnega sistema se lahko odzivi, ki vključujejo potenje, srčni utrip, prebavo in zoženje krvnih žil, uporabijo za spreminjanje stanja telesa. Hipotalamus nadzoruje endokrini sistem preko hipofize in jo spodbuja k proizvodnji hormonov, ki vplivajo na žleze, kot sta ščitnica in nadledvične žleze. To mu omogoča, da spremeni presnovo, krvni tlak in sproščanje adrenalina.
Tako senzorične, kar pomeni iz čutil, kot motorične ali gibalne, talamus prenaša v skorjo. Občutki, kot so bolečina, informacije iz črevesja in čustva, se prenašajo skozi talamus. Informacije o vohu se razlikujejo od informacij o drugih čutilih, saj dosežejo talamus šele potem, ko jih prejme skorja. Cirkadiane cikle, kot so cikli spanja, delno uravnava talamus. Ker se hipotalamus ukvarja tudi s cikli budnosti v spanju, je to področje, kjer je vključen vnos tako iz talamusa kot hipotalamusa.