腦的結構十分復雜，至今神經系統的研究仍是生命科學家研究最熱門的方向之一。人腦分為6個部分，即端腦（大腦）、間腦、小腦、中腦、腦橋和延髓。人們又把中腦、腦橋和延髓合稱腦干。大腦分為左右兩個半球，這兩個半球加上中間連接它們的胼胝體稱為端腦。左右半球上排列有額葉、顳葉、頂葉與枕葉，分別具有不同功能。間腦大部分被大腦皮層包裹，分為背側丘腦、上丘腦、下丘腦、后丘腦和底丘腦。其中，下丘腦幫助我們維持血液中激素水平。小腦位于腦的后下方，被大腦遮蓋著。小腦與大腦一樣分為兩個半球，可表面并沒有明顯的大的溝回。小腦表面有很多淺溝與幾條深溝，將小腦分為中央小葉，方形小葉，上、下半月小葉，蚓葉。由于許多淺溝的存在，小腦中間的蚓葉很像是一條蚯蚓的表面，這也是其名稱的由來。腦干上接間腦。腦干之所以對人體十分重要，是因為人體12對腦神經中有10對都是與腦干相連的。當腦干受到損傷或腦神經受損往往會導致很嚴重的后果，例如呼吸、心跳驟停等。

除了用以上這些部位區分腦的組成外，還有一種更有趣的分法。如果有幸見到新鮮的腦切面，你會看到有些部分呈現灰色，其他部分呈現白色。正如之前我們所說的，灰色的部分稱為灰質，是神經元集中的地方。而白色的部分稱為白質，是神經元軸突聚集處。軸突也就是神經細胞最長的突起，用來向其他神經元傳遞信號。