U ljudskom mozgu hipotalamus je struktura odgovorna za nekoliko autonomnih funkcija. Autonomni živčani sustav regulira nesvjesne procese, kao što su tjelesna temperatura, rad srca i disanje. Jedan dio ove strukture je prednji hipotalamus, koji je uključen u nekoliko procesa.
Preoptičko područje je dio prednjeg hipotalamusa. Ima ulogu u regulaciji tjelesne temperature. U ovoj regiji postoje neuroni koji reagiraju na promjene temperature hipotalamusa, koje se nazivaju i temperatura jezgre. Drugi neuroni primaju podatke od senzornih stanica na koži i u leđnoj moždini koje otkrivaju promjene temperature.
Nekoliko različitih ulaznih neurona omogućuje prednjem hipotalamusu da odredi ukupnu tjelesnu temperaturu. Oni šalju signale nižim područjima koja mogu utjecati na temperaturu. Odgovori se mogu razlikovati ovisno o tome je li temperatura posljedica unutarnjih ili vanjskih uvjeta. Na primjer, utjecaj na metaboličke procese može povećati unutarnju temperaturu. Drhtanje je automatski odgovor koji može pomoći tijelu da reagira na niske vanjske temperature.
Spojevi poput pirogena mogu utjecati na te specifične neurone. U tijelu se stvaraju pirogeni i pojačavaju signale iz senzornih stanica koje otkrivaju hladnoću. Ova aktivnost uzrokuje povećanje tjelesne temperature prednjeg hipotalamusa, što rezultira groznicom.
Druga uloga ove regije hipotalamusa koja je neophodna za normalno funkcioniranje uključuje san. Suprahijazmatska jezgra u hipotalamusu reagira na prisutnost svjetlosti, uzrokujući da ova struktura šalje poruke epifizi. To zauzvrat uzrokuje da prestane proizvoditi melatonin. Među ostalim bitnim funkcijama, melatonin igra ulogu u izazivanju sna. Različiti odgovori na različite razine svjetlosti uzrokuju da prednji hipotalamus pomaže regulirati cirkadijalne ritmove.
Percepcije žeđi i gladi posredovane su dijelom ove strukture. Unutar prednje regije, lateralni hipotalamus ima neurone koji reagiraju na niže razine glukoze u krvi. Niže razine glukoze u krvi stvaraju aktivnost u ovom području, a kada se ti neuroni aktiviraju, pojedinac osjeća želju za hranom.
Jedna regija u prednjem hipotalamusu može pomoći u regulaciji agresivnog ponašanja. Bazolateralni hipotalamus reagira na kemijske neurotransmitere poput vazopresina i serotonina. Vasopresin aktivira stanice u ovom području koje dovode do agresivnog ponašanja, poput grizenja, kod hrčaka. Serotonin sprječava aktivaciju ovih neurona, čime se smanjuje agresija.
Medijalna preoptička jezgra u ovoj regiji sadrži razlike u veličini između muškaraca i žena. Kod muškaraca je ova struktura veća i oslobađa hormone koji utječu na hipofizu. Ovi hormoni sudjeluju u spolnom sazrijevanju kod muškaraca. Stimulacija ove jezgre izazvala je seksualno ponašanje kod štakora uključenih u istraživanja na životinjama.