De nucleus subthalamicus is onderdeel van het complex van kerngebieden dat in de voorhersenen de basale ganglia vormt. De basale ganglia hebben uitgebreide verbindingen met de schors van de grote hersenen en de thalamus in de vorm van parallelle, functioneel gescheiden basale ganglia-thalamocorticale circuits. De functies van deze circuits bestrijken het volledige scala van motorische, cognitieve, motivationele en emotionele aspecten van het gedrag. De relatief kleine subthalamische kern maakt deel uit van vrijwel al deze functioneel verschillende circuits. Functioneel speelt de nucleus subthalamicus een uitermate belangrijke rol bij de selectie door de basale ganglia van de juiste motorische of cognitieve output en de suppressie van competerende output patronen.