Средний мозг, mesencephalon, самый маленький отдел ГМ, его длина примерно 2 см. Полость среднего мозга – мозговой (сильвиев) водопровод имеет диаметр около 1 мм. Из среднего мозга выходят две пары черепных нервов – глазодвигательный (III пара) и блоковый (IV пара).
На дорсальной стороне СрМ находится крыша, tectum, состоящая из двух пар бугорков – нижних и верхних холмиков четверохолмия. Они разделены взаимно перпендикулярными бороздами. Между верхними и нижними холмиками проходят комиссуры холмиков – волокна, соединяющие правый и левый холмики. Кроме тог от каждого бугорка отходит ручка холмика – волокна, идущие в таламус.
На вентральной стороне расположены ножки мозга. Они выходят из моста, направляются вперед и, постепенно расходясь в стороны, погружаются в толщу больших полушарий. Между ножками лежит межножковая ямка, в дне которой есть множество мелких отверстий, через которые проходят кровеносные сосуды. Этот участок называется задним продырявленным веществом.
Ножки мозга разделены на покрышку, tegmentum, и лежащее ниже основание, basis. Границей между ними служит черная субстанция.