Pień mózgu jest najniższą częścią mózgu i jest strukturalną kontynuacją rdzenia kręgowego. Jest to najstarsza część mózgu, strukturalnie analogiczna do części znajdujących się w mózgach wszystkich kręgowców, rzekomo nawet najstarszych kręgowców, takich jak ryba bezszczękowa Haikouichthys, której skamieniałości datuje się na 530 milionów lat temu. Obszar ten obejmuje tyłomózgowie i śródmózgowie, dwa z trzech głównych obszarów, na które różnicuje się cewa nerwowa podczas embriogenezy. Trzeci region różnicuje się do reszty mózgu.
Prawdopodobnie najbardziej prymitywna część mózgu, ale także jedna z najważniejszych, pień mózgu reguluje przede wszystkim funkcje autonomiczne wraz z częściami ośrodkowego układu nerwowego poza mózgiem. Funkcje te obejmują kontrolę sercowo-naczyniową (bicie serca i ciśnienie krwi), kontrolę wrażliwości na ból, czujność, kontrolę oddechową (oddychanie) i, najogólniej, świadomość – chociaż to słowo jest bardzo śliskie do zdefiniowania. Jeśli ten obszar jest uszkodzony, śmierć jest prawdopodobna, natomiast jeśli część kory mózgowej (warstwa zewnętrzna) mózgu jest uszkodzona, na przykład, przeżycie jest znacznie bardziej prawdopodobne.
Poza regulowaniem najbardziej podstawowych funkcji życiowych, pień mózgu odgrywa rolę swego rodzaju neuroanatomicznej tablicy rozdzielczej, ale reszta mózgu, ponieważ wszystkie informacje, które docierają do mózgu i z niego wychodzą, muszą przez niego przechodzić. Jego trzecią główną rolą jest służenie jako jądro nerwów czaszkowych, nerwów wychodzących z mózgu, a nie z rdzenia kręgowego, jak robi to większość nerwów. Ludzie mają 12 nerwów czaszkowych, które obsługują układy ruchowe i czuciowe głowy i szyi.
Elementy obszaru obejmują rdzeń przedłużony, most i śródmózgowie. Rdzeń zawiera obszary mózgu, które kontrolują oddychanie, serce, połykanie, wymioty i defekację. Konkretnie ośrodek sercowy w rdzeniu jest tym, co kontroluje serce. Rdzeń jest najniższą częścią pnia, a tuż nad nim znajduje się most, który jest charakterystycznym wybrzuszeniem pnia mózgu. Jego główne role to przekazywanie informacji czuciowych między móżdżkiem a mózgiem (większa część mózgu), pomoc w regulowaniu oddychania i kontrolowanie pobudzenia — nie w sensie seksualnym, ale w sensie śpiącego lub przebudzonego zwierzęcia, bycia spokojnym lub poruszony.