Homeostaza je održavanje postojanih (stabilnih) unutarnjih uvjeta u stanici ili živom biću, tj. stalne temperature, sastava, razine i tlaka tjelesnih tekućina, brzine metabolizma, itd. Ovo je vrlo značajno za pravilno funkcioniranje organizma.
Homeostaza zahtijeva ispitivanje bilo kojeg odstupanja od normi (uzrokovanog novim unutarnjim ili vanjskim faktorima) i sredstva za ispravljanje tih nepravilnosti, a najefikasnije se sprovodi kod ptica i sisavaca, npr. ljudi. Kod njih se ovo ispitivanje postiže kontrolnim sustavom kojeg nazivamo sustav povratne sprege. Na primjer, razina glukoze u krvi je pod stalnom “paskom” gušterače. Ispravljanje nepravilnosti ostvaruje se negativnom povratnom informacijom koja izvješćuje organ o nepravilnosti i rezultira promjenom načina djelovanja. Ukoliko razina glukoze u krvi postane previsoka, gušterača odmah reagira povećanom proizvodnjom inzulina kako bi je snizila.
Većinu homeostatičkih djelovanja, kao na primjeru inzulina, kontroliraju hormoni, koje pak kontrolira hipotalamus u mozgu. Od kolike je važnosti hipotalamus u homeostazi, pokazuje održavanje tjelesne temperature. Sve ptice i sisavci, pa tako i ljudi, su homeotermni (toplokrvni) organizmi, tj. mogu održavati tjelesnu temperaturu stalnom (kod ljudi je to oko 37°C), bez obzira na vanjske uvjete. Nasuprot njima imamo poikilotermne organizme (hladnokrvne) organizme, čija tjelesna temperatura ovisi o temperaturi okoline.
“Termostatsko” područje hipotalamusa, koje nazivamo preoptičkim područjem, otkriva sve promjene tjelesne temperature i šalje impulse u centar za gubitak ili centar za poboljšanje tjelesne temperature (oba se nalaze u hipotalamusu). Ova područja dalje upućuju živčane impulse, uzrokujući toplinske promjene u tijelu.
