La divisione del diencefalo prevede innanzitutto una divisione sagittale, ottenendo così due parti uguali e simmetriche. In ciascuna si può individuare una parte ventrale e una dorsale. La prima è costituita dal subtalamo lateralmente e dall'ipotalamo medialmente. Nel subtalamo son presenti le porzioni rostrali del tronco encefalico, oltre a proprie formazioni grigie e bianche. La parte dorsale del diencefalo comprende invece talamo, metatalamo (corpi genicolati mediali e laterali) ed epitalamo. L'epifisi fa parte dell'epitalamo.