Ara beyin, beyin yarımküreleri arasında kalan bölümün ikinci kısmını oluşturur. Talamus, epitalamus ve hipotalamus adı verilen üç kısımdan meydana gelir. Talamus, ara beynin %80’ini oluşturur ve duyu organlarından gelen duyuları alarak sınıflandırarak serebral kortekse gönderir. Epitalamus, melatonin hormonu salgılayarak vücudun uyku düzenini ayarlamaktan sorumludur. Hipotalamus, homeostazinin sağlanmasında önemli bir merkezdir ve açlık, tokluk, susuzluk, üreme davranışları, vücut ısısının düzenlenmesi, uyku-uyanıklık, korku-stres kontrolü, idrar miktarının ayarlanması ve kan basıncının düzenlenmesi gibi işlevlerden sorumludur. Talamus, hem omurilikten hem de beyin korteksine giden sinirlerin geçiş yeri olan ön beynin duyu merkezlerine giden sinirleri kontrol eder. Heyecan, korku ve stresin kontrolü de hipotalamus tarafından sağlanır.