位于中脑之上，两大脑半球之间的脑组织。界于端脑与中脑之间的脑部，左右各一，其间的室腔为第三脑室。此室向下连接中脑导水管，向上经室间孔连通端脑的侧脑室。

结构较复杂，分为上丘脑、背侧丘脑、后丘脑、底丘脑和下丘脑。

(1)上丘脑主要的结构为松果体，松果体是一内分泌腺。

(2)背侧丘脑为两个卵圆形的灰质团块，左右各一个。每个卵圆形的灰质团块又分为丘脑前核、丘脑内侧核和丘脑外侧核。丘脑前核具有与内脏活动有关的功能，丘脑内侧核可能是躯体和内脏感觉冲动的整合中枢，丘脑外侧核是躯体感觉通路的最后一级中继站，它把皮肤感觉、本体感觉冲动传向大脑皮质中央后回。

(3)后丘脑包括内侧膝状体和外侧膝状体。内侧膝状体内有内侧膝状体核，是听觉传导路中最后一个中继站，接受听觉纤维的传入，并发出纤维到达大脑皮质听觉中枢。外侧膝状体内有外侧膝状体核，是视觉传导路中最后一个中继站，接受视觉纤维的传入，并发出纤维到达大脑皮质视觉中枢。

(4)底丘脑为中脑和间脑的过渡地区。

(5)下丘脑是自主性神经的皮质下中枢，与某些激素的分泌、情绪反应、某些代谢(如水、盐、糖、脂肪等代谢)的调节和体温、心血管运动、呼吸运动的调节以及食欲、睡眠、觉醒、生物钟(或昼夜节律)等的调节均有关系。许多生理心理学研究都涉及间脑，尤其是下丘脑。

间脑和端脑在胚胎早期同由前脑翼板衍发而来，间脑位居前脑的后部中央，端脑发育成为左右大脑半球。由于端脑的高度扩展，间脑除了腹侧属于下丘脑的部分露于脑表面以外，其余部分皆为左右大脑半球所包绕。在脑的正中矢状切面上，自后连合至乳头体后缘的连线代表间脑和中脑的交界，自室间孔至视交叉的连线代表间脑和端脑的交界。间脑的室腔称为第三脑室。

两侧间脑的内侧面形成第三脑室的旁壁。在内侧面与背面交界处，有一条隆起的纤维束——丘脑髓纹，上有第三脑室脉络组织附着。丘脑髓纹向后连接缰三角，左右缰三角之间有缰连合连接，此连合的后方有松果体。约在第三脑室壁的中央部，有连接左右室壁的丘脑间粘合(或中央块)。它的腹侧有下丘脑沟，自中脑水管走向室间孔。属于下丘脑的结构围绕着第三脑室底，从前向后有连接终板的视交叉、漏斗、灰结节和乳头体。在间脑的背面，第三脑室两侧为属于背侧丘脑的卵圆形灰质团块所挟持，前端有隆凸的丘脑前结节，后方有膨大的枕。背面的外侧有属于端脑的尾状核，它与间脑之间为终纹。在枕的下外侧，有内侧膝状体和外侧膝状体。间脑的外侧面与端脑的内囊融合。间脑的腹面是露在脑外表的部分，前有视交叉和视束，漏斗、垂体和灰结节居中，乳头体成对，位于灰结节后方。

间脑各部分都有其特殊功能，但主要功能表现为对躯体性与内脏性感觉(嗅觉除外)冲动的接受和初步整合，中继给大脑皮质特定感觉区；它又是大脑皮质下自主神经和内分泌的调节中枢。故间脑损害时，出现感觉障碍和自发性感觉过敏，尤其是痛的过敏明显，以及植物性神经与内分泌紊乱现象，如体温、水的代谢、睡眠、情绪等异常现象。