In una sezione di mesencefalo si distinguono molto bene le due parti di cui è composto: due peduncoli cerebrali, uno per lato, in posizione anteriore, ed un tetto più voluminoso collocato posteriormente. Nei peduncoli cerebrali decorrono il fascio corticospinale, il fascio cortibulbare e il fascio frontopontino. Postero-medialmente ad essi si riscontra ancora qualche nucleo pontino. Dietro di essi si estende una striscia grigiastra ben visibile, la sostanza nera. Tra le due sostanze nere sono accolti i nuclei interpeduncolari mentre dietro di esse decorre il lemnisco mediale. Il peduncolo cerebellare superiore è posteriore ai nuclei interpeduncolari, dietro di esso decorre il fascicolo longitudinale mediale e dietro questo si trova il nucleo trocleare. Dietro al nucleo trocleare, circondato dal grigio periacqueduttale decorre l'acquedotto di Silvio. In direzione medio-laterale a partire dal grigio periacqueduttale si trova la formazione reticolare, il collicolo inferiore, il lemnisco laterale ed i fasci spinotalamico e spinoreticolare. Dietro il collicolo inferiore decorre il braccio del collicolo inferiore.