Podwzgórze (łac. hypothalamus) jest dolną częścią międzymózgowia. Od góry graniczy ze wzgórzem, bocznie z niskowzgórzem, torebką wewnętrzną i pasmem wzrokowym, a ku tyłowi łączy się z nakrywką konarów mózgu. Do przodu podwzgórze przechodzi w pole przedwzrokowe.
Między podwzgórzem a przysadką pozostaje ścisły związek. Struktury te połączone są między sobą lejkiem złożonym z włókien nerwowych i naczyń krwionośnych. W podwzgórzu produkowane są hormony pobudzające (liberyny) i hamujące (statyny) proces uwalniania hormonów przysadkowych. Do tylnego płata przysadki są transportowane drogą aksonalną wazopresyna i oksytocyna powstające w jądrach nadwzrokowych i przykomorowych podwzgórza, skąd uwalniane są dalej do krwi. Do przedniego płata przysadki drogą naczyń krwionośnych docierają pozostałe hormony. Ponadto ze względu na mieszczące się tu ośrodki, podwzgórze sprawuje kontrolę nad procesem snu i czuwania, termoregulacją, łaknieniem i pragnieniem.
Jak w całym układzie wewnątrzwydzielniczym, także i tu występują pętle ujemnego sprzężenia zwrotnego. Pobudzona przysadka hamuje zwrotnie podwzgórze, w czym wspomagana jest również przez narządy docelowe.