Согласно классической схеме мозг в своем развитии проходит три этапа. Первый из них завершается возникновением древнего или рептильного мозга. Он включает в себя следующие морфологические образования: мозговой ствол, ответственный за важнейшие вегетативные функции, средний мозг, фактически выполняющий функции примитивного переднего мозга. На этой стадии эволюции уже имеются зачатки мозжечка и гипоталамуса, который играет важную роль в поддержании внутреннего гомеостаза и в удовлетворении основных физиологических потребностей.
У низших млекопитающих формируется старый мозг. Он состоит из таламуса, полосатых тел и первичной коры (лимбический мозг), тесно связанной с обонянием. Помимо обоняния лимбический мозг выполняет функции контроля за эмоциональным поведением и примитивным научением. Таламус координирует и интегрирует сенсорные функции. Полосатые тела ответственны за автоматизмы.
У высших млекопитающих развивается передний мозг, состоящий главным образом из новой коры (неокортекс). У человека он становится доминирующей структурой нервной системы. Этот эволюционно новый отдел состоит главным образом из полушарий, покрытых корой - слоем серого вещества толщиной в среднем 3 мм. Под корой располагается белое вещество, образованное скоплением нервных волокон, которые проводят нервные сигналы к коре и от нее. Здесь же находятся полосатые тела, ответственные за нервно-мышечный тонус и координацию автоматизированных движений.
В головном мозге человека на основе учета морфологических особенностей, эмбриологических и физиологических данных выделяются три больших отдела: ствол, подкорковый отдел и кора больших полушарий. Кора и подкорка, имея общее происхождение, отличаются друг от Друга строением и функциями. Подкорка состоит из структур промежуточного мозга, базальных ганглиев и имеет полости - боковые желудочки.