Головной мозг находится в черепной полости и состоит из следующих отделов: продолговатого мозга, малого мозга, стволовой части и конечного мозга.

Продолговатый мозг является продолжением спинного мозга, имеет сходную с ним форму и одинаковый характер распределения серого и белого вещества. Здесь перекрещиваются нервные волокна, идущие из головного мозга в спинной; поэтому правая половина головного мозга управляет левой половиной тела и наоборот. Продолговатый мозг является местом, где проходят нервные волокна от головного мозга к спинному. Кроме того, в нем располагаются скопления нервных клеток, обеспечивающих выполнение очень важных безусловных рефлексов (прием и обработка пищи, регуляция обмена веществ, управление работой легких, сердца). Малейшее повреждение продолговатого мозга немедленно вызывает серьезные нарушения многих, важных для жизни организма функций или сразу же смерть.

Малый мозг (мозжечок) находится над продолговатым мозгом и имеет почти шарообразную форму. На поперечном разрезе видно, что у поверхности его находится серое вещество, образующее кору, а внутри — белое, имеющее вид разветвленного дерева.

Основная функция мозжечка — управление движениями, совершаемыми в результате сокращения мышц. Мозжечок приспосабливает движения организма к его потребностям в данный момент, регулируя силу, длительность и последовательность сокращений различных мышц. Кроме того, мозжечок является высшим центром по регулированию работы внутренних органов и центром, обеспечивающим равновесие.

Ствольная часть является продолжением продолговатого мозга. Распределение белого и серого вещества мозга здесь точно такое же. В стволовой части находятся центры очень многих безусловных рефлексов, через нее проходят волокна от полушарий головного мозга к другим отделам ЦНС.