Srednji možgani (mesencefalon) so za razliko od drugih delov možganov manj kompleksni. Imajo streho in noge. Votlina srednjih možganov je možganski akvadukt.
Diencefalon ni viden na preparatu celotnih možganov, saj je v celoti skrit pod možganskimi hemisferami. Le na bazi velikih možganov je viden osrednji del diencefalona, hipotalamus.
Tretji (III) ventrikel (ventriculus tertius) zavzema osrednji položaj v diencefalonu. Ventrikularna votlina ima videz sagitalno razporejene ozke reže, omejene s 6 stenami: dvema stranskima, zgornjo, spodnjo, sprednjo in zadnjo.
Hipotalamus tvori spodnje dele diencefalona in sodeluje pri tvorbi dna tretjega prekata. Hipotalamus vključuje optično hiazmo, optični trakt, sivi tuberkul z lijakom in mamilarna telesca.
Talamus (thalamus dorsalis; sin.: posteriorni talamus, talamus) je parna tvorba, ki ima obliko blizu jajčaste in se nahaja na obeh straneh tretjega prekata.
V sprednjem delu vsake možganske hemisfere se nahaja čelni reženj (lobus frontalis). Spredaj se konča s čelnim polom, spodaj pa ga omejuje stranski žleb (sulcus lateralis; Sylvijev žleb), zadaj pa globok osrednji žleb.
Za osrednjim sulkusom se nahaja parietalni reženj (lobus parietalis). Zadnji rob tega režnja je parietookcipitalni sulkus (sulcus parietooccipitalis). Ta sulkus se nahaja na medialni površini možganske hemisfere, globoko seka zgornji rob hemisfere in prehaja na njeno zgornjo stransko površino.
Zatilnični reženj (lobus occipitalis) se nahaja za parieto-okcipitalnim žlebom in njegovim pogojnim nadaljevanjem na zgornji stranski površini poloble. V primerjavi z drugimi režnji je majhen.
Temporalni reženj (lobus temporalis) zavzema spodnje stranske dele poloble in je od čelnega in parietalnega režnja ločen z globoko stransko brazdo. Rob temporalnega režnja, ki pokriva otočni reženj, se imenuje temporalni operkulum (operculum temporale).
Bočni prekat (ventriculus lateralis) se nahaja v debelini možganske poloble. Obstajata dva lateralna prekata: levi (prvi), ki ustreza levi polobli, in desni (drugi), ki se nahaja v desni polobli velikih možganov.
