vignette|Vue tridimensionnelle du mésencéphale (en rouge).
vignette|right|Vue dorsale (postérieure) du tronc cérébral, colliculus supérieur et inférieur.
lang=fr|vignette|Développement embryonnaire de l'encéphale.
Le mésencéphale, ou cerveau moyen, est, chez les chordés, une région du tronc cérébral reliée au cerveau, située entre le pont de Varole (ou protubérance) en bas et le diencéphale en haut. Il comprend, de l’avant vers l'arrière :
les pédoncules cérébraux ou pes pedunculi ou crus cerebri (droite et gauche) ;
le tegmentum mesencephali ;
le tectum mesencephali ;
La crus cerebri et la substantia nigra constituent les pédoncules cérébraux.
Le mésencéphale dérive de la vésicule encéphalique intermédiaire, reliant les vésicules antérieure (à l'origine du prosencéphale ou cerveau antérieur) et postérieure (à l'origine du rhombencéphale ou cerveau postérieur).
La crus cerebri (ou pied du mésencéphale) renferme des faisceaux cortico-pontiques, cortico-nucléaires et cortico-spinaux (faisceau pyramidal), et se trouvent séparés en arrière du tegmentum par la substantia nigra. Celle-ci est divisée en pars reticulata ventrale contenant des petits neurones gabaergiques se projetant sur le colliculus supérieur et en pars compacta dorsale, contenant de grands neurones dopaminergiques se projetant sur les ganglions de la base.
Le tegmentum contient :
l'aqueduc de Sylvius (aqueduc du mésencéphale, en terminologie internationale) qui relie les troisième et quatrième ventricules, entouré de ;
la substance grise périaqueducale (SGPA, en. PAG) qui contient des agrégats de neurones produisant de la sérotonine, de l'enképhaline, de l'endorphine, ou d'autres neuropeptides, jouant un rôle important dans le traitement des informations nociceptives ;
l'aire tegmentale ventrale de Tsai ;
les noyaux rouges parvo- et magno-cellulaires, intervenant dans les systèmes de rétrocontrôle positif et négatif de la motricité ;
les noyaux cunéiformes et subcunéiformes de la formation réticulée ;
le raphé médian mésencéphalique ;
les noyaux oculomoteurs des et crâniennes, les noyaux du tractus optiques accessoires ;
l'aire prétectale, ainsi que ;
des faisceaux parmi lesquels les faisceaux :
lemniscal latéral et médian, spino-thalamique, tegmental central et longitudinal supérieur, habénulo-interpédonculaire, et le pédoncule cérébelleux supérieur.