Wiele osób myśli o mózgu jako pojedynczej masie. Jednak patrząc bezpośrednio, można zauważyć, że w rzeczywistości przez środek biegnie linia, zasadniczo dzieląca mózg na dwie połowy. Te połówki są znane jako półkule mózgu. Na ogół prawa półkula kontroluje lewą stronę ciała i odwrotnie. Każda strona mózgu ma również pewne procesy mózgowe, za których kontrolę jest głównie odpowiedzialna. W obrębie każdej półkuli znajduje się również kilka mniejszych odcinków, zwanych płatami, które wiążą się z dalszą specjalizacją. Chociaż półkule mózgu są pod pewnymi względami różne, są ze sobą połączone i dzielą się informacjami.
Ogólnie rzecz biorąc, każda z półkul mózgu kontroluje przeciwną stronę ciała. Na przykład impulsy nerwowe potrzebne do poruszania prawą ręką zazwyczaj pochodzą z lewej strony mózgu. Podobnie, każda strona mózgu zazwyczaj przetwarza informacje czuciowe dla przeciwnej strony ciała. Na przykład, jeśli pies ugryzie lewą nogę, impulsy bólowe wytworzone przez nerwy w nodze zostaną wysłane do lewej strony mózgu.
Niektóre procesy mózgowe są również często w przeważającej mierze, choć niekoniecznie wyłącznie, obsługiwane przez każdą z półkul. Na przykład lewa półkula jest ogólnie odpowiedzialna za język i logiczny podział informacji, podczas gdy prawa strona jest ogólnie odpowiedzialna za świadomość przestrzenną i ocenę ogólnej sytuacji na podstawie mniejszych informacji. Uszkodzenie jednej półkuli mózgu, na przykład w przypadku udaru, może sprawić, że różnice te staną się oczywiste. Na przykład udar w lewej półkuli może spowodować, że osoba nie będzie w stanie jasno się komunikować.
Półkule mózgu zawierają również oddzielne wyspecjalizowane obszary zwane płatami. Każdy płat jest generalnie odpowiedzialny za dalsze wyspecjalizowane procesy. Na przykład płat czołowy często dominuje w kontrolowaniu emocji, podczas gdy płat potyliczny jest ogólnie odpowiedzialny za widzenie. Chociaż każda półkula ma taką samą liczbę i rodzaj płatów, eksperci uważają, że płaty po każdej stronie mogą odgrywać nieco inne role w dominujących procesach. Przekonanie to opiera się przede wszystkim na różnych wzorcach objawów, które zaobserwowano, gdy uszkodzona jest konkretna lewa półkula, w porównaniu do tego samego płata prawej półkuli.
Chociaż półkule mózgu są fizycznie oddzielone i mają tendencję do dominującej kontroli nad różnymi procesami, nie są one całkowicie niezależne od siebie. Są one połączone w środku wiązką włókien nerwowych zwaną ciałem modzelowatym. Pozwala to półkulom mózgu na komunikowanie się i dzielenie się informacjami, co jest czymś, co robią regularnie.