Den thalamus ligger djupt inne i hjärnan i hjärnbarken, som gränsar till hypotalamus. Det är en symmetrisk struktur, belägen ovanpå hjärnstammen och på vardera sidan av den tredje barken.
De två halvorna är lökformade och är ungefär 5,5 till 6,0 centimeter långa i den genomsnittliga vuxna.
Dess huvudfunktion är att bearbeta information som går till och från ryggmärgen och hjärnan. Det reglerar också sömncykler, medvetande och vakenhet.
Talamusen tar emot information från nästan alla sensoriska system, förutom luktvätskesystemet, som den sedan skickar till det relevanta kortikala området. Forskning har visat att thalamus inte bara vidarebefordrar informationen utan också spelar en roll i behandlingen av den, vilket säkerställer att informationen genomförs korrekt till de primära cortexområdena.
Talamusen har också starka förbindelser med hjärnbarken, och tillsammans är de involverade i att reglera medvetandet; skador på talamus kan leda till permanent koma.
Talamusen spelar också en viktig roll i kontrollen av motorsystemen.