Кроме влияний на вегетативные и эндокринные функции стимуляция или поражение гипоталамуса часто сопровождается глубокими изменениями эмоционального поведения животного и человека. Некоторые из выявляемых у животных поведенческих эффектов гипоталамуса перечислены далее.
Стимуляция латерального гипоталамуса не только вызывает жажду и чувство голода, но также увеличивает общий уровень активности животного, иногда приводя к открытой ярости и борьбе.
Стимуляция вентромедиалъного ядра и окружающих областей обычно вызывает эффекты, противоположные эффектам стимуляции латерального гипоталамуса, т.е. чувство насыщения, уменьшение потребления пищи и успокоение.
Стимуляция тонкой зоны перивентрикулярных ядер, непосредственно прилежащих к третьему желудочку (как и стимуляция области центрального серого вещества среднего мозга, которое является прямым продолжением этой части гипоталамуса), обычно приводит к реакциям страха и наказания.
При стимуляции некоторых областей гипоталамуса, особенно самых передних и самых задних его частей, возникает сексуальное возбуждение.