Таламус розташований поблизу центру мозку і входить до структур таламічної області проміжного мозку. Він залягає під структурами великого мозку, але підноситься над структурами середнього мозку.
Проміжний мозок складається з двох основних відділів: верхня половина називається таламус, а нижня – гіпоталамус.
Таламус – парне утворення, що становить основну масу проміжного мозку (має близько 120 різних ядер), що отримує імпульси всіх видів чутливості, крім нюхових, і передає їх у кору великих півкуль та інші утворення центральної нервової системи.
Навпаки, пошкодження таламуса внаслідок травми, нейроінфекції, ішемічного або геморагічного інсульту або його ураження пухлиною може призвести до летаргічного сну або коми.