下丘腦是神經中樞。下丘腦位于丘腦溝以下，形成第三腦室下部的側壁和底部，亦稱為丘腦下部，重量僅4g，占全腦的0.3%左右。當神經中樞受損時，需及時前往神經內科就診。
神經中樞是與調節某一生理活動有關的、分布在中樞神經系統不同水平的神經細胞群，是反射活動的核心部位，是對反射活動進行整合的控制器。神經中樞主要位于腦與脊髓，也稱中樞神經系統，間腦屬于神經中樞，而間腦主要包括后丘腦、背側丘腦、上丘腦、下丘腦以及底丘腦。因此，下丘腦是間腦的組成部分之一，也是神經中樞。
下丘腦是植物神經的皮質下最高中樞，是邊緣系統、網狀結構的重要聯系點，以及垂體內分泌系統的激發處。下丘腦核發出的下行傳導束，可到達腦干和脊髓的植物性神經中樞，以此通過植物性神經調節內臟活動。下丘腦的視上核和室旁核還可發出纖維到達神經垂體，在神經調節下釋放抗利尿激素、泌乳素。
下丘腦還是體內重要的體溫調節中樞，當下丘腦發生損傷時，可能導致內分泌失調、體溫調節異常等現象，伴隨發熱、頭痛、頭暈等癥狀。