中脑泡是三个原始脑泡中变化最小的部分，由于相邻的大脑半球及小脑的迅速发育，中脑被覆盖于其中。
中脑的基板增厚形成被盖，基板的部分神经细胞集中构成一般躯体的传出神经核，上部为动眼神经核，下部为滑车神经核，在动眼神经核外侧部分基板细胞集合成为动眼神经副核。
中脑泡的翼板在7-8周时开始增厚，部分细胞移行向背侧进入顶板，形成两条纵行降起的丘板，第8周时丘板分化形成两对隆起即上丘及下丘，合称顶盖或四叠体，翼板另外一部分细胞向腹侧移行，有学者认为这部分细胞可能最后成为红核及黑质，但另外一此学者则认为红核及黑质可能来自基板或直接由原位分化。
随着大脑皮质的发育，发自大脑皮质的下行纤维包括锥体束及皮质-脑桥束穿经中脑腹侧而形成两侧隆起的大脑脚。基板与翼板发育的同时，中脑室腔逐渐变窄而成为连接第Ⅲ、第IV脑室的中脑水管。