La funzione del mesencefalo, o mesencefalo, è quella di controllare l'udito di un individuo, il controllo motorio, la visione, l'eccitazione e la regolazione della temperatura. Inoltre, il mesencefalo controlla anche il sonno e il ciclo del sonno di una persona.
Il mesencefalo funziona con l'assistenza del cervelletto, della corteccia cerebrale e della sostanza nera. La substantia nigra, un componente del mesencefalo, è collegata alle vie del sistema motorio all'interno dei gangli della base. Il mesencefalo si trova vicino alla parte centrale del cervello al di sotto della corteccia cerebrale e al di sopra del rombencefalo. In questa regione, il midollo spinale e il cervello si uniscono per formare le varie funzioni del mesencefalo. Il tratto rubospinale, che si estende dal cervelletto ai sensori di movimento inferiori del cervello, innesca movimenti volontari.