Hipotalamus, vücudun iç çevresini düzenlemede önemli kimyasal bileşikler olan çok sayıda hormon üretir. Üç geniş sınıfa ayrılırlar. Birinci sınıf, vücudun diğer organlarını hormon üretmeye teşvik eder. Diğer hormonların üretiminin engellenmesi, ikinci sınıfın işlevidir. Vücuttaki farklı sistemler üçüncü sınıf hipotalamik hormonlardan doğrudan etkilenir.
Hipotalamik hormonların bir sınıfı, diğer hormonların üretimini uyararak çalışan salınan hormonlardır. Örneğin, hipotalamus, tiroid uyarıcı hormon (TSH) üretmek için hipofiz bezini uyaran tirotropin salgılayan hormonu (TRH) salgılar. TSH, tiroidin tiroid hormonları oluşturmasına neden olur. Kandaki yüksek tiroid hormon seviyeleri, TRH'nin hipotalamik üretimini azaltır, böylece inhibe edici bir geri besleme döngüsü oluşturur. Hormon üretimi için çoklu kontrol seviyeleri oluşturmak, vücudun dengeli bir iç ortam sürdürmesini sağlar.
Hipotalamus bir dizi başka serbest bırakıcı hormon üretir. Gonadotropin salgılayan hormon (GnRH), hipofiz bezini her ikisi de üreme sistemini düzenlemek için önemli olan folikül uyarıcı hormon (FSH) ve luteinize edici hormon (LH) oluşturmak için uyarır. Hipofiz tarafından üretilen büyüme hormonu (GH), büyüme hormonu salgılayan hormon (GHRH) ile arttırılabilir. Benzer şekilde kortikropropin salgılayan hormon (CRH), adrenal bezin hormonal çıktısının düzenlenmesi için önemli olan hipofiz bezinden adrenokortikropropik hormonun (ACTH) üretimini uyarır.
Hipotalamik hormonlar da doğada inhibe edici olabilir. Dopaminin inhibitör olduğu düşünülmektedir, çünkü hipofiz tarafından prolaktin (Prl) üretimini azaltır. Prolaktin, adet döngüsünü ve kadınlarda anne sütü üretimini düzenlemede önemli olan ve ayrıca erkeklerde genel cinsel fonksiyonun korunmasına katkıda bulunan bir hormondur. Bir başka inhibitör hipotalamik hormon, aynı zamanda büyüme hormonu inhibe edici hormon (GHIH) olarak da bilinen somatostatindir.
Hipotalamik hormonların bazıları daha doğrudan etkilere sahiptir. Bir örnek, ayrıca antidiüretik hormon (ADH) olarak da bilinen vazopressindir. Bu hormon böbreğin sıvı tutulumunu arttırmasına neden olur ve kandaki sodyum ve potasyum gibi elektrolit seviyelerinin korunmasında önemlidir. Vücuda doğrudan etkisi olan başka bir hipotalamik hormon olan oksitosin, doğum sırasında uterus kasılmalarını uyarmak ve sütün bir annenin memelerinden emzirilen bir bebeğe salınmasını sağlamak için önemlidir. Bazı insanlar bu hormonu "sevgi" hormonu olarak adlandırır, çünkü bir partnerle güçlü bir duygusal bağı olan hastalarda da yüksek seviyeler bildirilmiştir.
