脑是中枢神经系统的主要部分，位于颅腔内。低等脊椎动物的脑较简单。人和哺乳动物的脑特别发达，可分为大脑、小脑和脑干三部分。
大脑包括端脑、间脑、中脑、桥脑和延髓，分布着很多由神经细胞集中而成的神经核或神经中枢，并有大量上、下行的神经纤维束通过，连接大脑、小脑和脊髓，在形态和机能上把中枢神经各部分联系为一个整体。脑各部内的腔隙称脑室，充满脑脊液。
端脑包括左右大脑半球以及埋藏在大脑皮质内的基底核。
大脑为神经系统最高级部分，由左、右两个大脑半球组成，两半球间有横行的神经纤维相联系。每个半球包括：
大脑皮层（大脑皮质）：是表面的一层灰质（神经细胞的细胞体集中部分）。人的大脑表面有很多往下凹的沟（裂），沟（裂）之间有隆起的回，因而大大增加了大脑皮层的面积。人的大脑皮层最为发达，是思维的器官，主导机体内一切活动过程，并调节机体与周围环境的平衡，所以大脑皮层是高级神经活动的物质基础。
髓质，又称“白质”，位于大脑皮层内部，由神经纤维所组成。
基底核属基底神经节，在半球底部的白质中，由神经细胞集中而成。
丘脑是间脑中最大的卵圆形灰质核团，位于第三脑室的两侧，左、右丘脑借灰质团块（称中间块）相连。丘脑是产生意识的核心器官，丘脑中先天遗传有一种十分特殊的结构——丘觉，丘觉是自身蕴涵意思并能发放意思，当丘觉发放意思时也就产生了意识。
小脑在大脑的后下方，分为中间的蚓部和两侧膨大的小脑半球，表层的灰质即小脑皮层，被许多横行的沟分成许多小叶。小脑的内部由白质和灰色的神经核所组成，白质称髓质，内含有与大脑和脊髓相联系的神经纤维。小脑主要的功能是协调骨胳肌的运动，维持和调节肌肉的紧张，保持身体的平衡。
脑干是人脑的1部分，包括中脑、桥脑和延髓。上接间脑，下连脊髓，背面与小脑连接，并同位于颅后窝中。脑干的背侧与小脑之间有一空腔，为脊髓中央管的延伸，称第四脑室。脑干也由灰质和白质构成。脑干的灰质仅延髓下半部与脊髓相似，其他部位不形成连续的细胞柱，而是由机能相同的神经细胞集合成团块或短柱形神经核。
脑干中有许多重要的神经中枢，如心血管运动中枢、呼吸中枢、吞咽中枢，以及视、听和平衡等反射中枢。
脑的重量占人体体重的2%～3%，但它所需要的血流量则占心输出量的15%～20%。人脑是高度发达的组织，接受和处理来自体内、外环境的信息，并根据这些信息通过调控保持内环境的稳定，指导自身行动，达到适应环境和作出有利于机体自下而上的反应。
信息处理是脑的主要功能。人脑为了有效地处理信息，把加工任务集中到大脑皮层等，把不同类信息作综合处理。皮层化使人脑具有强大的信息处理能力。脑的整体结构就是为有效收集信息并作精巧的综合处理。各种感官，成为专门收集各类信息的机构。各种感官由剐受器将反映不同类型环境信息的物理或化学信号，都转换成神经电脉冲信号。这种统一的电信号传入中枢，为进行信息的综合处理准备了条件。
因此，人脑是一个特殊的信息处理机器，它能在使用中不断提高其处理能力，并在部分受损坏时，用小的改动保持一定的工作能力。