O hipotálamo (do grego, ὑπό, "por baixo de", e θάλαμος, "cámara nupcial" ou "dormitorio") é unha glándula que forma parte do diencéfalo, e se sitúa por baixo do tálamo. Libera polo menos nove hormonas que actúan como inhibidoras ou estimulantes na secreción doutras hormonas na hipófise anterior, polo que se pode dicir que traballa en conxunto con esta. Adoita considerarse o centro integrador do sistema nervioso vexetativo ou autónomo, dentro do sistema nervioso central. Tamén se encarga de realizar funcións de integración somato-vexetativa. Regula a homeostase do organismo en conxunto coa hipófise, por medio dun sistema de retroalimentación negativo.