位于中脑顶盖与被盖之间，由聚集在中脑导水管周围的一群小而致密的神经细胞构成的结构。
头端与第三脑室的室周灰质相续，位于后连合水平，尾端在蓝斑水平与第四脑室室底灰质相连，内侧纵束、动眼神经核、滑车神经核构成其腹侧边界，三叉神经中脑核、楔形核构成其外侧边界，上丘与下丘构成其背侧边界。
中脑导水管周围灰质与端脑皮质、边缘系统、间脑、脊髓等存在广泛的纤维联系，并含有丰富的5-羟色胺、生长抑素、组胺、乙酰胆碱等多种神经递质，因而其在机体功能调节中发挥重要功能。
1969年，D.V.雷诺尔德（D.V.Reynolds）首次发现中脑导水管参与机体的疼痛调节。解剖学研究发现其通过脊髓中脑束接受负责传导痛觉的脊髓丘脑束的纤维投射。研究发现，电刺激中脑导水管周围灰质，激活其脑啡肽神经元，继而使中缝核群释放5-羟色胺。5-羟色胺作用于脊髓抑制性中间神经元，并释放内源类阿片样神经递质，从而产生镇痛作用。中脑导水管周围灰质的该项功能多被应用于偏头痛的预防与治疗。
此外，中脑导水管周围灰质还被证实参与机体防卫行为、内脏和躯体功能的调节。