A função do tálamo é regular o controle motor voluntário do corpo, a consciência e seu ciclo de sono /vigília. Também regula os sentidos da visão, som, paladar, tato e a sensação de onde o corpo da pessoa está no espaço. O tálamo decide quais sinais dos ouvidos, olhos, boca e pele devem ser transmitidos para sua área no córtex cerebral. O tálamo não transmite informações sobre o sentido do olfato.
O tálamo também pode estar envolvido na regulação de alguns tipos de memória. O tálamo e o córtex cerebral operam em um ciclo de feedback, especialmente quando se trata do ciclo sono /vigília. O tálamo não apenas envia sinais ao córtex, mas o córtex, por sua vez, envia sinais de volta ao tálamo. Danos a este sistema podem colocar uma pessoa em risco de coma irreversível.
Uma condição hereditária faz com que o tálamo se degrade com o tempo, levando à insônia que pode ser fatal. Um derrame que afeta o tálamo pode levar a um distúrbio em que o paciente sente dor ou queimação em um lado do corpo, acompanhada por mudanças de humor.
O tálamo é dividido em duas partes do tamanho de uma noz. Ambos são encontrados no centro do cérebro, entre o mesencéfalo e o córtex cerebral.
