Hipotalamusul reprezinta mai putin de 1% din totalul volumului creierului, dar reprezinta, in acelasi timp, aproape cea mai importanta structura neuronala, din punctul de vedere al neuropsihologiei. Este alcatuit din doua jumatati, fiecare jumatate fiind alcatuita, la randul ei din 3 portiuni: portiunea supraoptica, aflata in relatie cu chiasma optica (locul in care se incruciseaza fibrele optice); portiunea tumerala, aflata in relatie cu glanda hipofiza; portiunea mamilara, alcatuita din tuberculii mamilari.
Hipotalamusul are mai multe grupe de nuclei: grupul anterior, format din nucleul paraventricular si nucleul supraoptic; grupul lateral, format din nucleul tuberomamilar si nucleii tuberali laterali; grupul mijlociu, format din nucleul ventromedial, nucleul dorsomedial si nucleul infundibular); grupul posterior, format din nucleii tuberculilor mamilari (nucleul mamilar lateral si mamilar medial).
Fiecare din acesti nuclei contribuie la sustinerea anumitor functii ale hipotalamusului. Hipotalamusul are, de asemenea, mai multe tipuri de conexiuni cu celelalte structuri nervoase, atat intern cat si extern. El constituie o veriga intermediara intre talamus si scoarta cerebrala, pe de o parte, si intre talamus si sistemul nervos vegetativ, pe de alta parte. Hipotalamusul are o mare influenta asupra sistemului endocrin, prin intermediul glandei hipofize.