Средний мозг состоит из двух частей: крыши мозга и ножек мозга. Крыша среднего мозга представлена четверохолмием, в котором выделяют верхние и нижние бугры. В толще ножек мозга выделяют парные скопления ядер, получивших названия черная субстанция и красное ядро. Через средний мозг проходят восходящие пути к промежуточному мозгу и мозжечку и нисходящие пути — из коры больших полушарий, подкорковых ядер и промежуточного мозга до ядер продолговатого и спинного мозга.

В нижних буграх четверохолмия располагаются нейроны, получающие афферентные сигналы от слуховых рецепторов. Верхние бугры четверохолмия являются первичным зрительным центром.

В осуществлении ориентировочных рефлексов принимают участие ядра бокового и глазодвигательного нервов, которые иннервируют мышцы глазного яблока, обеспечивая его движение.

Красное ядро содержит нейроны разных размеров. От крупных нейронов красного ядра начинается нисходящий рубро-спинальный тракт, который оказывает действие на мотонейроны, тонко регулирует мышечный тонус.

Нейроны черной субстанции содержат пигмент меланин и придают этому ядру темный цвет. Черная субстанция, в свою очередь, посылает сигналы к нейронам ретикулярных ядер ствола мозга и подкорковым ядрам.

Черная субстанция участвует в сложной координации движений. В ней содержатся дофаминергические нейроны, т.е. выделяющие в качестве медиатора – дофамин.

Промежуточный мозг образует стенки III желудочка. Главными структурами его являются зрительные бугры (таламус) и подбугровая область (гипоталамус), а также надбугровая область (эпиталамус).

Третий (III, 3) желудочек, расположен по средней линии и на фронтальном разрезе мозга имеет вид узкой вертикальной щели.  Боковые стенки III желудочка образованы медиальными поверхностями таламусов, между которыми почти посередине перекидывается межталамическая спайка.

· Переднюю стенку желудочка составляет снизу тонкая пластинка, а дальше кверху — столбики свода с белой передней спайкой.По бокам у передней стенки желудочка столбики свода вместе с передними концами таламусов ограничивают межжелудочковые отверстия, соединяющие полость III желудочка с боковыми желудочками, залегающими в полушариях конечного мозга.

· Верхняя стенка III желудочка представляет собой хороидальную оболочку: в состав последней входят эпителиальная пластинка, и сросшаяся с ней мягкая оболочка. По бокам от средней линии заложено сосудистое сплетение. В области задней стенки желудочка вдается слепой выступ желудочка. Вентрально открывается в III желудочек воронкообразным отверстием водопровод.

· Нижняя, узкая, стенка III желудочка, отграниченная изнутри от боковых стенок таламическими бороздками. В области дна полость желудочка образует два углубления: углубление воронки и глазное.