Parmi ses principales fonctions, on mentionnera : la régulation de la température corporelle, en ajustant la production et la libération de chaleur; la régulation de la faim, de la soif et du stockage d'énergie, en détectant les niveaux d'hormones et de nutriments dans le sang, et influençant ainsi les comportements alimentaires et les besoins énergétiques; la régulation du sommeil et du cycle circadien en contrôlant la production de mélatonine par la glande pinéale; le contrôle des émotions et du comportement, par la régulation des émotions, du stress et du comportement sexuel; la régulation du système endocrinien, via ses connexions avec l'hypophyse, en libérant des hormones qui stimulent ou inhibent la libération d'hormones par l'hypophyse, qui à son tour régule les autres glandes endocrines dans le corps; etc.