थैलेमस मस्तिष्क के केंद्र के पास, ब्रेनस्टेम के ठीक ऊपर स्थित भूरे पदार्थ की एक युग्मित संरचना है। लगभग सभी संवेदी जानकारी—दृष्टि, श्रवण, स्पर्श, स्वाद—मस्तिष्क प्रांतस्था तक पहुँचने से पहले थैलेमस के नाभिकों से होकर गुजरती है। एकमात्र प्रमुख अपवाद गंध की अनुभूति है।

प्रत्येक संवेदी तंत्र का अपना एक रिले केंद्र होता है। पार्श्व जेनिकुलेट केंद्र दृष्टि को नियंत्रित करता है; मध्य जेनिकुलेट केंद्र श्रवण को नियंत्रित करता है; और अधर पश्च केंद्र स्पर्श संवेदना को नियंत्रित करता है। ये केंद्र केवल संकेतों को आगे नहीं बढ़ाते; बल्कि ध्यान की स्थिति और व्यवहारिक संदर्भ के अनुसार उन्हें फ़िल्टर और संशोधित भी करते हैं।

थैलेमस गति नियंत्रण और नींद व जागृति के नियमन में भी भाग लेता है। कॉर्टेक्स के साथ इसके पारस्परिक संबंध लूप बनाते हैं जो कॉर्टिकल गतिविधि को बनाए रखने में सहायक होते हैं। थैलेमस के विशिष्ट क्षेत्रों में क्षति से संवेदी हानि, स्मृति हानि या चेतना संबंधी विकार उत्पन्न हो सकते हैं।

• केंद्रीय संवेदी रिले स्टेशन
• कॉर्टेक्स तक सूचना प्रवाह को नियंत्रित करता है
• नींद-जागृति के नियमन में शामिल
• कॉर्टिकल क्षेत्रों के साथ पारस्परिक संबंध

अपनी केंद्रीय स्थिति और व्यापक संपर्कों के कारण थैलेमस संवेदना और उच्च संज्ञानात्मक क्षमताओं दोनों के लिए एक महत्वपूर्ण केंद्र है।