Las investigaciones de los últimos años sugieren fuertemente que el hipotálamo participa en forma fundamental en diferentes tipos de motivaciones. Por ello, inicialmente se le ha definido como centro de motivaciones básicas fundamentales como el apetito, la conducta sexual, la conducta agresiva o la conducta relacionada con la regulación de la temperatura.

Los experimentos de lesiones o estímulos de regiones hipotalámicas provocan conductas muy extremas como hiperfagia o afagia. El enfriamiento o calentamiento de la región preóptica del hipotálamo desencadena, escalofrío, jadeo, acicalamiento. La estimulación eléctrica del hipotálamo ventromedial provoca conductas afectivas o agresivas con sus correspondientes correlatos autonómicos viscerales, por ejemplo, piloerección. La estimulación eléctrica del hipotálamo lateral provoca conductas agresivas. En las ratas machos la lesión de la región preóptica medial disminuye la conducta copulatoria pero, la estimulación eléctrica de esa zona la aumenta.

Estudios del efecto de lesiones electrolíticas o con substancias tóxicas (6-hidroxidopamina) en el hipotálamo lateral han demostrado que la pérdida o desaparición de dopamina en esa u otras regiones del sistema nervioso central afectan las conductas de apetitos. Sistemas dopaminérgicos como el mesolímbico, el mesocortical o el mesoetrialtal son considerados de importancia en la activación de diferentes motivaciones. Pero también se ha descubierto que hay sistemas cerebrales llamados de refuerzo o de rechazo para determinadas conductas. Se han definido regiones cerebrales específicas que parecen representar zonas de recompensa o de rechazo o de castigo que al ser estimuladas aumentan las respuestas de los individuos a comer mas, a moverse más o a ingerir más drogas o a evitar algún tipo de conducta. Así sitios reforzadores del apetito o del deambular sin objetivo, se ubicaron en relación al haz medial del cerebro anterior. Al estimular otras regiones como el septum, la amígdala, el hipocampo, la corteza prefrontal, las respuestas resultaron disminuidas.

Usando la técnica de autoestimulación de una región cerebral se ha encontrado una diversidad de sitios que actúan como centros de recompensas: el locus ceruleus, el gray central, el cerebelo, el núcleo motor del nervio trigémino, la substancia nigra, el núcleo caudado, el núcleo acumbens.