Podwzgórze za pośrednictwem przysadki kontroluje pracę gruczołów dokrewnych, czyli wydziela lub hamuje wydzielanie hormonów. Podwzgórze wpływa również na funkcjonowanie ośrodków w korze mózgu, pniu mózgu i rdzeniu kręgowym oraz reguluje pracę autonomicznego układu nerwowego.
Podwzgórze odbiera i analizuje informacje z układu nerwowego, z receptorów wewnątrz ciała wrażliwych m.in. na stężenia hormonów we krwi albo zmianę temperatury. Pełni nadrzędną funkcję w koordynowaniu pracy układu nerwowego i hormonalnego i utrzymuje homeostazę.