Śródmózgowie znajduje się poniżej międzymózgowia, tworzą go znajdujące się na powierzchni przedniej pnia mózgu konary mózgu oraz pokrywka śródmózgowia w części tylnej.
Konary mózgu znajdują się powyżej mostu stanowiąc jego przedłużenie ku górze. Pomiędzy konarami mieści się dół międzykonarowy, z którego wychodzą włókna nerwu okoruchowego (n. III). Konary mózgu posiadają włókna nerwowe odpowiedzialne za kontrolę napięcia mięśniowego i dokładność ruchów. Dodatkowo zawierają m.in. istotę czarną bogatą w duże ilości dopaminy (neuroprzekaźnik).
Istota czarna łączy się drogami nerwowymi z jądrami podstawy a od ich prawidłowej interakcji zależy hamowanie niektórych ruchów mimowolnych i prawidłowe napięcie mięśni. Pokrywka śródmózgowia leżąca grzbietowo przykryta jest przez móżdżek oraz półkule mózgu. Znajdują się tu parzyste wzgórki: górne stanowiące podkorowy ośrodek wzroku (odpowiedzialny m.in.za odruch źrenicy na światło) oraz dolne należące do układu słuchu. Pomiędzy wzgórkami górnymi i nieco do przodu położona jest szyszynka. Poniżej wzgórków dolnych odchodzi nerw bloczkowy (n. IV).
Przez śródmózgowie przebiega wodociąg mózgu będący dość wąskim kanałem łączącym komorę trzecią z komorą czwartą mózgu. Jego długość to około 2 cm.