间脑位于中脑上方，两大脑半球之间，大部分被大脑半球所覆盖，并与两半球紧密连接。两侧间脑之间为一狭小的腔隙，称为第三脑室，第三脑室下通中脑水管，其前上方两侧借室间孔与左右大脑半球内的侧脑室相通。间脑主要分为丘脑与下丘脑。

丘脑：位于间脑的背部，是一对卵圆形的灰质块，被“Y”形的白质纤维分为前核群（与内脏活动有关），内侧核群和外侧核群（全身的浅、深感觉的上行传导束终止于此核的腹后部分）。在丘脑的后下方有一小突起，称为内侧膝状体，为听觉的皮层下中枢。其外侧另有一突起，称为外侧膝状体，为视觉的皮层下中枢。除嗅觉外，各种感觉传导束都在丘脑内更换神经元后，才能投射到大脑皮层的一定部位，所以丘脑是皮层下感觉中枢。一侧丘脑受刺激，可出现对侧半身感觉过敏或疼痛。若一侧丘脑损伤，可出现对侧半身感觉消失。

下丘脑（即丘脑下部）：位于丘脑的前下方，包括第三脑室侧壁下部和底的一些灰质核团。下丘脑的前下方有视神经会合而成的视交叉，后方有一对小突起，称为乳头体。视交叉与乳头体之间为灰结节，向下以漏斗与脑垂体连接。垂体是一圆形小体，为重要的内分泌腺。通常将下丘脑由前向后分为3个区，各区都包含许多核团，其中大多数都无明显的界线。下丘脑是皮层下植物性神经的高级中枢，与内脏活动有密切关系