Les principales régions du mésencéphale sont le tectum et le tegmentum. Ces parties du cerveau et leurs divisions sont responsables de la motivation et de la régulation des systèmes auditif et visuel.
Le tectum est divisé en colliculi supérieur et colliculi inférieur. Ceux-ci se trouvent au sommet du mésencéphale.
Les colliculi supérieurs contrôlent les réflexes visuels d'une personne et la façon dont elle réagit lorsqu'elle voit un mouvement. Les colliculi inférieurs contrôlent la capacité d'une personne à entendre.
Sous le tectum se trouve le tegmentum, qui est divisé en plusieurs parties.
La formation réticulaire large et complexe communique avec le thalamus, le cortex cérébral et le complexe rachidien. C'est la partie du mésencéphale qui contrôle le sommeil, l'éveil et les réflexes du corps.
La matière grise périaqueducale contrôle les mouvements des actions primitives telles que l'accouplement et le combat.
Le noyau rouge soutient la coordination des épaules et du haut des bras.
La substance noire est appelée ainsi en raison de son abondance de mélanine. Les neurones de cette zone se lient à la dopamine. Ceci est connecté au système interne de "récompense" du corps. Il aide également à contrôler le mouvement des yeux et joue un rôle dans la dépendance.
L'aire tegmentale ventrale contient également des cellules dopaminergiques ainsi que des neurones glutamate et GABA. Le GABA est un neurotransmetteur qui inhibe les actions des cellules nerveuses.