Ara beyin, beyin sapının üst kısmında yer alan ve birçok önemli fonksiyonu olan bir bölgedir. Beyin yarım kürelerinin iç kısmını dolduran bu bölge, orta beyin ile beyin yarım küreleri arasında konumlanmıştır. Ara beyin, öğrenme, hafıza, açlık-susuzluk, vücudun iç dengesinin korunması, hormon sistemlerinin kontrolü, heyecanlar, duygusal tepkiler ve vücudun iç ortamının düzenlenmesi gibi hayati fonksiyonları yürütür.

Talamus, ara beynin en büyük kısmıdır ve beynin merkezinde yer alır. İki simetrik kütle halinde, yaklaşık 2-2.5 santimetre uzunluğunda ve toplamda 5.7 santimetre genişliğindedir. Talamusun temel görevi, koku duyusu dışındaki tüm somatik, görsel ve işitsel uyarıları istemli faaliyetlerin geliştirildiği bölgelere aktarmaktır. Bazı uyarılara gecikmeler koyar, bazılarını tamamen iptal eder. Ayrıca bilincin, uykunun ve uyanıklığın kontrolünden de sorumludur. Duyu organlarından gelen bilgileri ön değerlendirmeye tabi tutarak hangi bölgeye iletilmesi gerektiğine veya iletilmesine gerek olup olmadığına karar verir.

Hipotalamus, beyin sapının en üst kısmında bulunan mezensefalonun önünde, talamusun ise hemen altındadır. Beynin sadece %1'lik bir kısmını oluşturmasına rağmen son derece önemlidir. Duyguların oluşma merkezi olan limbik sistemin önemli bir parçasıdır. Duygular limbik sistemde belirlendikten sonra, yüz ve vücut kaslarına bilgileri ileten hipotalamustur. Ayrıca, limbik sistemden çıkan duygusal kararları hormonlar salgılayarak yöneten de hipotalamustur.

Hipofiz bezi, 0.5 gramlık bir kütleye sahiptir ve beynin sadece %0.035'lik bir kısmını kaplar. Ara beynin en küçük kısmıdır, ancak tüm salgı sisteminin belkemiği ve "beyni" olarak kabul edilir. Hipotalamus tarafından yönlendirilen hipofiz bezi, üç ana bölgeden oluşur: ön hipofiz, arka hipofiz ve orta hipofiz.