位于丘脑下部具有分泌作用的中枢神经团，亦称丘脑下部。为间脑的一部分，在大脑皮质和丘脑的控制下调节植物性神经系统和垂体活动的高级中枢。下丘脑位于丘脑的腹侧，包括第三胞室腹壁与腹侧壁，有脑沟与丘脑隔开。在解剖学上，下丘脑包括视交叉、乳头体、灰白结节和正中隆起等部分。其内部组织结构可分为中间的内侧区和两侧的外侧区三部分（图）。

内侧区的前视核、前下丘脑核、视交叉上核和腹中核、弓状核、正中隆起分别形成调节促性腺激素释放激素分泌的周期分泌和持续分泌两个中枢。下丘脑和垂体后叶有着直接的联系。从下丘脑发出的神经纤维有三组，其中一组由视上核发出的纤维通过体柄进入垂体后叶。下丘脑—垂体门脉循环保证下丘脑分泌的神经激素能够迅速而直接的到达垂体前叶，调节前叶的分泌活动。

下丘脑内侧主要神经核团

下丘脑分泌的释放激素（因子）包括：促性腺素释放激素（Gn-RH）、促乳素释放因子（PRF）、促甲状腺素释放激素（TRH）、生长激素释放因子（GHRF）、促肾上腺皮质激素释放因子（CRF）、黑色素细胞刺激素释放因子（MRF）；抑制激素（因子）包括：生长激素抑制激素（GHIH）、促乳素抑制因子（PIF）和黑色素细胞刺激素抑制因子（MIF）。这些脑激素经下丘脑一垂体门脉系统进入垂体前叶。下丘脑的视上核和室旁核的神经分泌细胞分泌的催产素和加压素在垂体后叶贮存并释放。

下丘脑通过分泌的多种释放（抑制）激素（因子）调控下垂体、甲状腺、肾上腺等内分泌腺体的活动；下丘脑的分泌功能也受这些腺体和性腺激素的反馈调节（见垂体、下丘脑—垂体—性腺轴）。