A központi idegrendszer és az endokrin rendszer kapcsolata rendkívül összetett. Az autonóm működéseket a hypothalamus neuronális és hormonális úton integrálja, biztosítja a szervezet homeosztázisát, koordinálja növekedési és szaporodási funkcióit, a stresszreakciókat, az élettani folyamatok ritmicitását, periodicitását és időzítését. Az általa termelt hormonok közül az antidiuretikus hormonnak a jól ismert hatásain túl szerepe van a szociális viselkedésben, mivel a vazopresszin-1 A receptoron keresztül fokozza az agressziót. Az oxitocin az anyai viselkedés kialakítása mellett más szociális interakciókban, a párkapcsolati kötődésben, valamint az analgesiában és a fájdalom modulálásában játszik szerepet. A corticotrop-releasing hormon neurotranszmitterként is működik, kitüntetett szerepe van a stressz-viselkedésben, szorongásban és depresszióban, erősen gátolja a mély alvást. Az evészavarok kialakulásában a hypothalamus neurotranszmitterei és neuropeptidjei közül a szerotoninnak, noradrenalinnak, GABA-nak, kolecisztokininnek, neuropeptid Y-nak, Agouti-related proteinnek, amelanocyta-stimuláló hormonnak és ghrelinnek van alapvető jelentősége, a leptin- és galaninszintek határozzák meg, hogy anabolikus vagy katabolikus neurotranszmitterek képződjenek. A hőszabályozásban a centrális termoreceptorok játszanak szerepet, a cirkadián ritmusért a nucleus suprachiasmaticus főként "időzítő géneken" keresztül felelős. A hypothalamicus kórképek leggyakrabban bulimiához vagy anorexiához, hypersomniához, impotenciához, szorongásos attakokhoz vezetnek. Leggyakoribb térszűkítő folyamata a craniopharyngeoma. A vazopresszin-elválasztás hiánya vagy csökkenése diabetes insipidust, míg a túlzott mennyiségben képződő vazopresszin Schwartz-Barter-szindrómát okoz. A Fröhlich-, Kleine-Levin- és a Prader-Willi-szindróma jellegzetes neuropszichiátriai eltérésekkel jár. A hypophysis hipofunkció pszichiátriai képét a demencia-delírium kombináció jellemzi, a hypophysis-adenomák legjellegzetesebb neurológiai tünete a látótérkiesés. A somatotrop adenomák okozta tipikus neurológiai eltérések a carpal tunnel-szindróma, az obstruktív alvási apnoe és a fejfájás.