Таламус є структурою проміжного мозку і виконує, головним чином, сенсорні функції – за виключенням нюхового, в тамусі переключаються всі сенсорні шляхи, які йдуть в КГМ.
В таламусі є біля 40 ядер, які розрізняються по своїм функціям. Серед них виділяють:
1. Сенсорні перемикаючі (специфічні) ядра – вони отримують інформацію від специфічних сенсорних шляхів, переробляють її і передають в сенсорні зони КГМ. Разом з цими зонами специфічні сенсорні перемикаючі ядра таламуса беруть участь в формуванні відчуттів.
2. Неспецифічні – вони отримують інформацію від ретикулярної формації стовбура мозку по шляхах больової чутливості. Вони передають інформацію до всіх зон КГМ, здійснюючи на неї неспецифічний активуючий вплив.
3. Асоціативні – отримують інформацію від специфічних сенсорних перемикаючих ядер і від неспецифічних ядер таламуса. Вони передають інформацію в асоціативні зони КГМ (фронтальна, тім’яна, вискова). Разом з даними ділянками кори, асоціативні ядра таламуса приймають участь в розпізнаванні образів.
4. Неспецифічні перемикаючі:
а) лімбічні – отримують інформацію від гіпоталамуса та передають її в лімбічну кору. Вони беруть участь у формуванні емоцій та мотивацій.
б) рухові – отримують інформацію від базальних гангліїв, мозочка, стовбурових рухових ядер і передають її в рухову кору. Беруть участь в забезпеченні рухових реакцій організму.