Hipotalamus (dari bahasa Yunani Purba: ὑπό, "di bawah" dan θάλαμος, talamus) ialah bahagian otak yang mengandungi seberapa nukelus kecil dengan pelbagai fungsi. Antara fungsi utama bahagian ini adalah sebagai penghubung antara sistem saraf dengan sistem endokrin melalui kelenjar pituitari (juga dikenali sebagai "hipofisis").Bahagian ini bertanggungjawab mengatur proses metabolisme tertentu dan kegiatan lain dalam sistem saraf berautonomi (autonomic nervous system). Ia mensintesiskan dan merembes neurohormon tertentu yang merangsang atau merencat perembesan hormon-hormon dalam kelenjar pituitari. Ia turut mengawal suhu badan, rasa lapar, aspek-aspek penting sifat keibubapaan dan sikap berhubung, dahaga,[1] kelesuan, tidur serta ritma sirkadia.