Inimese keskaju erinevad piirkonnad vastutavad üldiselt teadvuseta reaktsioonide eest välistele stiimulitele. Siin töödeldakse närvisignaale, mis pärinevad paljudest inimese meeltest, sealhulgas nägemisest, kuulmisest ja puudutusest. Siin on koordineeritud motoorne juhtimine – paljud lihased, mis on vajalikud mis tahes kehalise liikumise loomiseks. Poolteadlikud kõrgsportlased võivad kogeda, sealhulgas kõrgendatud erksust ja täpset füüsilist reaktsiooni, mis tuleneb paljudest keskaju osadest, mis toimivad tõhusalt sünkroonselt.
Anatoomiliselt ja funktsionaalselt on inimese aju jagatud ees-, taga- ja keskajuks. Viimane piirkond on aju keskpunkti lähedal ja enamasti pole nähtav, välja arvatud altvaade. Meditsiiniliselt nimetatakse seda mesencephaloniks. Tavaliselt peetakse seda ajutüve laienemiseks ja pikendamiseks, mis vastutab põhiliste autonoomsete funktsioonide eest, nagu südamelöök, hingamine ja kasv. Pärast magamajäämise otsust reguleerib see õhukest piiri puhkuse ja erutuse vahel, mis on vajalik ellujäämiseks ja kasvuks.
Keskaju on aju kõige arenenum piirkond. Kui inimestel on erinevalt suured ees- ja tagaajud, siis kõigil kesknärvisüsteemiga selgroogsetel loomadel on selline põhiaju struktuur. Selle üldine arhitektuur ja osade korraldus on pealegi sama, isegi kivistunud paleontoloogilistel loomadel.
Selgroogsete aju selle piirkonna üks silmapaistvamaid osi on tectum ehk corpora quadrigemina, mis on saanud nime selle kvadrandstruktuuri järgi. Igaüht neljast lobust nimetatakse kollikuks. Peamised nägemisnärvi kimbud kummastki silmast ristuvad tektumi vastaskülgedele. Kliiniliselt on tõestatud, et ülemised või ülemised kolliikulid vastutavad sakkaadsete silmaliigutuste eest, silmalihaste kiire ja väikese vibratsiooni eest, mis võimaldab tajuda jooni ja vorme. Kolliikulite alumine ehk alumine paar võtab vastu neuraalseid signaale, mille käivitavad valgusenergia, helilained ja gravitatsioon, mille registreerivad kõrvad ja võtavad vastu vastavad trohhee närvid.
Ajuvarred, suured närvikimbud mõlemal pool seljaaju, esindavad teist olulist ajupiirkonda. Nad ei kanna mitte ainult õpetlikke eferentseid närve, nagu silmapupillide laiendamise ja ahenemise eest vastutav okulomotoorne neuron, vaid ka keha teiste meeleorganite aferentseid närve. Üks olulisemaid neuraalseid signaale on soojustunne, mida registreerivad suures osas naha temperatuuritundlikud närvid. Keskaju vastutab nende kriitiliste keskkonnaandmete töötlemise ja parandusmeetmete (nt lihasvärinad) väljastamise eest.
Suur osa aju katsetest korrigeerida keha reaktsiooni välistele stiimulitele on keemiline, mitte elektriliste signaalide sisse- või väljalülitamine. Hüpotalamus ja teised aju näärmed eritavad oma katalüütilisi kemikaale substantia nigrasse, mis on ajuvarrede südamikus mustjas koes. Üks neist hormoonidest on dopamiin, mis teadaolevalt mõjutab nii sõltuvusi kui ka selliseid tsivilisatsiooni põhilisi inimloomusi nagu enesemotivatsioon ja sotsiaalne harjumus.