Keskajul on palju funktsioone, sealhulgas kehatemperatuuri reguleerimine, motoorne juhtimine ja unetsüklid. Lisaks mõjutab keskaju kuulmist, nägemist ja erutust. See elutähtis piirkond vastutab kõigi sensoorse teabega seotud reaktsioonide kontrollimise ja keha tegevuste reguleerimise eest neile vastustele. Näiteks kui käsi kogeb teravat valu, teatab keskaju ajule, et käsi peab tagasi tõmbama.
Keskaju piirkond on osa kesknärvisüsteemist. See asub aju keskosa lähedal, ajukoore all ja tagaaju piirkonna peal. See piirkond ühendab seljaaju ja aju ning seda nimetatakse tavaliselt ajutüve osaks peamiselt selle asukoha tõttu.
Keskaju funktsioonid saavutatakse ajukoore, väikeaju ja mustandi kaudu. Sisend kogutakse keskkonnast ja saadetakse ajukooresse. Substantia nigra kasutab ajukoorest saadetud sisendit, et reguleerida vabatahtlikke liigutusi ja meeleolusid. Tee, mida nimetatakse rubrospinaaltraktiks, kulgeb väikeajust aju alumiste motoorsete keskusteni ja saadab sisendit marsruudina vabatahtlike liikumissignaalide jaoks.
Keskaju funktsioonide tõttu on see aju piirkondadest kõige arenenum. Keskaju ise, tuntud ka kui mesencephalon, on jagatud alamsektsioonideks. Moodustades keskaju dorsaalse katte, reguleerib tektum kuulmis- ja visuaalseid stiimuleid ning reaktsioone. Alumine osa, mida nimetatakse tegmentumiks, käsitleb mootori juhtimist, teadlikkust ja autonoomseid reaktsioone. Teine sektsioon, mis on samuti osa basaalganglionitest, on substantia nigra, mis kontrollib ja reguleerib dopamiini tootmist ning basaalganglionide sisendit ja väljundit.
Tectumil on neli osa, mida tuntakse corpora quadrigemina nime all. Neid jaotusi nimetatakse colliculideks ja need on peamised sektsioonid, mis kontrollivad sensoorset teavet. Kaks madalamat kolliikulit käsitlevad kuulmisinformatsiooni ja asuvad ülemise kolliku all. Kaks kõrgemat kollikut käsitlevad visuaalset teavet ja neid võib leida talamuse all. Need neli osakonda pakuvad koos keskaju kollektiivseid funktsioone.
Tegmentum, mis ulatub ajuakveduktist kuni mustani, sisaldab üliolulist osa, mida nimetatakse punaseks tuumaks. See konkreetne osa reguleerib nii lihtsate kui ka keerukate liigutuste koordineerimist. Selles piirkonnas esinev okulomotoorne närv vastutab silmade liikumise ja pupillide ahenemise eest.