Funktioner af primære Diencephalon-strukturer
Thalamus er en slags informationstavle, menes at være at fungere som et relæ mellem en række subkortikale områder og hjernebarken. Især hvert sensorisk system (med undtagelse af det olfaktoriske system) inkluderer en thalamisk kerne, der modtager sensoriske signaler og sender dem til det tilknyttede primære kortikale område. Thalamus spiller også en vigtig rolle i reguleringen af søvn og vågenhed. Thalamiske kerner har stærke gensidige forbindelser med hjernebarken og danner thalamo-cortico-thalamiske kredsløb, der menes at være involveret i bevidsthed. Thalamus spiller en vigtig rolle i reguleringen af ophidselse, bevidsthedsniveau og aktivitet. Skader på thalamus kan føre til permanent koma.
Subthalamus forbinder til globus pallidus, en basal kerne af telencephalon. Det modtager afferente forbindelser fra substantia nigra og striatum og regulerer skeletmuskulaturbevægelser.
Hypothalamus udfører adskillige vitale funktioner (f.eks. Regulering af visse metaboliske processer), hvoraf de fleste direkte eller indirekte vedrører reguleringen af viscerale aktiviteter gennem andre hjerneområder og det autonome nervesystem. Det syntetiserer og udskiller visse neurohormoner, ofte kaldet hypothalamusfrigivende hormoner, og disse stimulerer eller hæmmer igen udskillelsen af hypofysehormoner. Hypothalamus styrer kropstemperatur, sult, tørst, træthed, søvn og cirkadiske cyklusser.
Epithalamus fungerer som en forbindelse mellem det limbiske system og andre dele af hjernen. Nogle funktioner i dets komponenter inkluderer udskillelsen af melatonin fra pinealkirtlen (involveret i døgnrytme) og regulering af motorveje og følelser.