Die wichtigsten Regionen des Mittelhirns sind das Tektum und das Tegmentum. Diese Teile des Gehirns und ihre Abteilungen sind für die Motivation und die Regulation des auditiven und visuellen Systems verantwortlich.
Das Tectum wird in Colliculi superior und Colliculi inferior unterteilt. Diese befinden sich oben im Mittelhirn.
Die Colliculi superiores kontrollieren die Sehreflexe einer Person und ihre Reaktion auf Bewegungen. Die Colliculi inferior kontrollieren das Hörvermögen einer Person.
Unterhalb des Tektums befindet sich das Tegmentum, das in mehrere Teile unterteilt ist.
Die große und komplizierte Formatio reticularis kommuniziert mit dem Thalamus, der Großhirnrinde und dem Spinalkomplex. Dies ist der Teil des Mittelhirns, der Schlaf, Erregung und die Reflexe des Körpers steuert.
Die periaquäduktale graue Substanz steuert die Bewegungen primitiver Handlungen wie Paaren und Kämpfen.
Der rote Kern unterstützt die Koordination der Schultern und der Oberarme.
Die Substantia nigra wird wegen ihres Überflusses an Melanin so genannt. Die Neuronen in diesem Bereich verbinden sich mit Dopamin. Dies ist mit dem körperinternen „Belohnungssystem“ verbunden. Es hilft auch, die Augenbewegungen zu kontrollieren und spielt eine Rolle bei der Sucht.
Der ventrale Tegmentalbereich enthält auch dopaminerge Zellen sowie Glutamat- und GABA-Neuronen. GABA ist ein Neurotransmitter, der die Wirkung von Nervenzellen hemmt.