Le thalamus concerne le contrôle moteur que les gens ont sur leur corps. Il aide également à réguler les cycles de sommeil et de réveil d'une personne. Il reçoit des signaux liés à la vision, à l'ouïe, au goût et à d'autres sensations corporelles, et il envoie ces signaux sur le cortex cérébral. Cependant, le thalamus ne traite pas le sens de l'odorat. À bien des égards, le thalamus sert de centre de relais pour le cerveau.
Le thalamus fait partie du diencéphale du cerveau antérieur avec le sous-thalamus et l'hypothalamus. C'est une structure de la taille d'une noix trouvée au sommet du tronc cérébral entre le mésencéphale et le cortex cérébral. Il a deux moitiés d'un peu plus de 2 pouces de longueur. Le thalamus entoure le troisième ventricule du cerveau, qui est l'un des espaces remplis de liquide que l'on trouve normalement dans le cerveau.
Les fibres nerveuses du thalmus s'étendent vers le cortex, et la structure du thalmus lui-même comporte des fibres nerveuses qui le séparent en différentes régions. Ces régions constituent l'allothalamus et l'isothalamus. Le thalamus fait partie du système limbique, qui est une ancienne partie du cerveau. Sans surprise, il ressemble beaucoup au cerveau d'un iguane marin.