La fonction du thalamus est de réguler le contrôle moteur volontaire du corps, la conscience et son cycle veille/sommeil. Il régule également les sens de la vue, du son, du goût, du toucher et le sens de l'endroit où se trouve le corps de la personne dans l'espace. Le thalamus décide quels signaux des oreilles, des yeux, de la bouche et de la peau à transmettre à sa zone dans le cortex cérébral. Le thalamus ne transmet pas d'informations sur l'odorat.
Le thalamus peut également être impliqué dans la régulation de certains types de mémoire. Le thalamus et le cortex cérébral fonctionnent dans une boucle de rétroaction, en particulier lorsqu'il s'agit du cycle veille/sommeil. Le thalamus envoie non seulement des signaux au cortex, mais le cortex renvoie à son tour des signaux au thalamus. Des dommages à ce système peuvent exposer une personne à un risque de coma irréversible.
Une maladie héréditaire entraîne une dégradation du thalamus au fil du temps, entraînant une insomnie qui peut s'avérer fatale. Un accident vasculaire cérébral qui affecte le thalamus peut entraîner un trouble dans lequel le patient ressent une douleur ou une sensation de brûlure d'un côté du corps, accompagné de changements d'humeur.
Le thalamus est divisé en deux parties de la taille d'une noix. Les deux se trouvent au plus profond du centre du cerveau, entre le mésencéphale et le cortex cérébral.
