Talamuksen sijaitsee syvällä aivojen aivokuoren vieressä hypotalamus. Se on symmetrinen rakenne, joka sijaitsee aivorungon päällä ja kolmannen aivokuoren molemmilla puolilla.
Molemmat puolikkaat ovat sipulimuotoisia ja ovat keskimäärin aikuisella noin 5,5 - 6,0 senttimetriä.
Sen päätehtävä on selkäytimeen ja aivoon suuntautuvan ja sieltä lähtevän tiedon käsittely. Se myös säätelee unisyklejä, tietoisuutta ja valppautta.
Talamus vastaanottaa tietoja melkein jokaisesta aistijärjestelmästä lukuun ottamatta hajujärjestelmää, jonka se sitten lähettää asianomaiselle aivokuoren alueelle. Tutkimukset ovat paljastaneet, että talamus ei vain välitä tietoa, vaan myös osallistuu sen käsittelyyn varmistaen, että tieto johdetaan oikein ensisijaisiin aivokuoren alueisiin.
Talamuksella on myös vahvat yhteydet aivokuoreen, ja ne ovat yhdessä mukana tietoisuuden säätelyssä; talamuksen vaurioituminen voi johtaa pysyvään koomaan.
Talamuksella on myös tärkeä osa moottorijärjestelmien ohjauksessa.
