Nerwy rdzenia kręgowego tworzą rurkę, która zaczyna się w mózgu i rozciąga się na całą długość kręgosłupa. Ten przewód i mózg tworzą centralny układ nerwowy, złożoną i delikatną strukturę, która wymaga wielu warstw ochrony. Opony pomagają zapewnić tę ochronę w postaci zestawu błon, które otaczają i wspierają rdzeń kręgowy i mózg. Składają się one z trzech błon, zwanych pia mater, materię pajęczynówki i materię oponową.
Każda warstwa opon mózgowych jest warstwą ciągłą, pokrywającą cały mózg i rdzeń kręgowy. Pia mater jest najbardziej wewnętrzną membraną i jest najdelikatniejszą z trzech warstw. Jest również najściślej dopasowany, biegnie gładko po rdzeniu kręgowym i mózgu, podążając za konturami ich powierzchni. W pia mater znajduje się sieć naczyń włosowatych, które dostarczają krew do mózgu i rdzenia kręgowego.
Pokrycie pia mater stanowi warstwa środkowa, zwana materią pajęczynówki. Ta warstwa membrany bardzo luźno pokrywa materiał piany. Pomiędzy pia mater a materią pajęczynówki warstwa płynu mózgowo-rdzeniowego pomaga dodatkowo chronić mózg i rdzeń kręgowy, działając jako poduszka płynowa i amortyzator. Ta warstwa płynu mózgowo-rdzeniowego to przestrzeń podpajęczynówkowa.
Najbardziej zewnętrzna membrana, opona twarda, jest najgęstsza i najgrubsza z trzech, a także najtrwalsza z warstw. Zawiera sieć naczyń krwionośnych, które pomagają dostarczać krew do pozostałych dwóch warstw opon mózgowych. Ta membrana w rzeczywistości składa się z dwóch podwarstw: warstwy okostnej i wewnętrznej warstwy oponowej. Oprócz zapewniania ochrony układu nerwowego i krwi dla wewnętrznych warstw błony, opona twarda otacza i chroni również zatoki opony twardej. Są to duże, podobne do kanałów struktury, które kierują krew do żył, które zwracają ją do serca.
Chociaż podstawową funkcją opon mózgowych jest ochrona ośrodkowego układu nerwowego, same błony te są podatne na niektóre rodzaje urazów. Urazy głowy mogą powodować krwawienie z naczyń warstw błoniastych, potencjalnie powodując gromadzenie się krwi między warstwami lub na powierzchni mózgu. Jeśli wokół mózgu nagromadzi się wystarczająca ilość krwi, może to spowodować uszkodzenie mózgu z powodu zwiększonego ciśnienia śródczaszkowego.
Opony są również podatne na infekcję zwaną zapaleniem opon mózgowych. Jest to infekcja bakteryjna lub wirusowa, która powoduje stan zapalny błon. W większości przypadków infekcje bakteryjne są bardziej niebezpieczne niż infekcje wirusowe, ponieważ te ostatnie trwają tylko kilka dni. Infekcje bakteryjne mogą jednak utrzymywać się znacznie dłużej, potencjalnie powodując drgawki i inne zagrażające życiu objawy. Antybiotyki mogą skutecznie leczyć infekcję, ale mogą powodować tymczasowe lub trwałe skutki uboczne, takie jak padaczka, głuchota i upośledzenie funkcji poznawczych.