特異投射系統是指丘腦的外側核、外側膝狀體、內側膝狀體投射到大腦皮層的纖維聯系。前文已提到，經典的感覺傳導通路是由三個神經元接替而完成的，位于丘腦的第三級神經元就在外側核內。但是，視覺與聽覺傳導通路則較復雜。視覺傳導通路包括視桿和視錐細胞在內，為四個神經元接替。聽覺傳導通路從外周到大腦皮層，很難肯定經過幾個神經元接替。這些感覺在丘腦外側核、外側膝狀體、內側膝狀體換神經元后，投射到大腦皮層的特定感覺區，產生特定的感覺。所以，一般經典的感覺傳導通路就是通過丘腦的特異投射系統而后作用于大腦皮層的。由丘腦到大腦皮層的特定區域，是點對點的投射關系，每種感覺的傳導都有其專一的途徑。