Βρίσκεται ακριβώς κάτω από το διογκέφαλο, ο μεσαίος εγκέφαλος φιλοξενεί πολλούς νευρικούς πυρήνες, συμπεριλαμβανομένων εκείνων από τους οποίους προέρχονται τα ζεύγη III και IV των κρανιακών νεύρων, μέλαινα ουσία, οι κόκκινοι πυρήνες κλπ. Επιπλέον, εγγυάται τη διέλευση σε διάφορες δέσμες κινητικών και αισθητηριακών νεύρων και στις νευρικές δέσμες που αποτελούν τον δικτυωτό σχηματισμό.
Προερχόμενος από τον λεγόμενο εμβρυϊκό μεσαίο εγκέφαλο, ο μεσαίος εγκέφαλος εκπληρώνει διάφορες λειτουργίες: συμβάλλει στον μηχανισμό της όρασης, ελέγχει τη διαστολή της κόρης, ελέγχει την κίνηση των ματιών, συμμετέχει στη διαδικασία της αντίληψης των ήχων, συμμετέχει στην κίνηση των μυών και τον προγραμματισμό, ρύθμιση του κύκλου ύπνου-αφύπνισης, του συστήματος ανταμοιβής, της ευχαρίστησης, της μάθησης και της προσοχής.
Ο μεσαίος εγκέφαλος φιλοξενεί διάφορες ομάδες νευρώνων και εξασφαλίζει τη μετάβαση σε νευρικές δέσμες με διαφορετικές λειτουργίες.
