Das Zwischenhirn liegt zwischen Großhirn und Hirnstamm. Es koordiniert das vegetative Nervensystem indem es die Balance zwischen Sympathikus und Parasympathikus, die von MORO und FLR beeinflusst werden, erhält. Dabei arbeitet das Zwischenhirn eng mit dem Großhirn zusammen. Es verarbeitet ebenso emotionale Informationen. Das Zwischenhirn besteht aus verschiedenen Teilen: Thalamus, Hypothalamus, Subthalamus, Metathalamus und Epithalamus.
Im Thalamus treffen Informationen aus dem Körper und den verschiedenen Sinnesorganen ein. Vor allen Dingen sind hier die Informationen die aus dem Gleichgewichtssystem zu nennen. Der Thalamus leitet die Signale an das Großhirn weiter, nachdem er die Informationen im Vorfeld gefiltert hat. Dies vermeidet, dass das Hirn überlastet wird. Der Thalamus wird auch „Tor zum Bewusstsein“ genannt.
Der Hypothalamus steuert den Schlaf-Wach-Rhythmus, den Wasserhaushalt, die Schweißsekretion sowie Schmerz- und Temperaturempfinden. Der Hypothalamus hält – ebenso wie das hormonelle System – die Körperfunktionen im Gleichgewicht. Er lässt sich sowohl über Nerven als auch durch Hormone beeinflussen. Der Hypothalamus steht in direktem Kontakt mit der Hirnanhangsdrüse (Hypophyse) und verbindet das hormonelle System mit dem Nervensystem.