Móżdżek jest jedną z mniejszych części mózgu, ale odgrywa rolę w wielu różnych procesach psychicznych i fizycznych. Ta część mózgu jest odpowiedzialna głównie za zarządzanie, ale nie bezpośrednie inicjowanie pewnych rodzajów ruchu. Zdolność do równowagi i łatwość w utrzymaniu postawy ciała należą do najważniejszych funkcji móżdżku. Jej części są również odpowiedzialne lub stycznie zaangażowane w wiele innych procesów nerwowych. Obejmują one uczenie się i powiązane funkcje poznawcze, a także koncentrację i reakcję na niektóre bodźce środowiskowe.
Strukturalnie móżdżek przypomina drugorzędowy mózg osadzony u podstawy mózgu. Jeden z powszechnie akceptowanych sposobów myślenia o móżdżku przedstawia go jako rodzaj urządzenia do przetwarzania równoległego, które obsługuje pewne kluczowe zadania, ale w stosunkowo liniowy i podrzędny sposób. Ta część mózgu składa się z wielu segmentów nerwów, które mają wspólną podstawową konfigurację. Każdy segment akceptuje różnorodne dane wejściowe, procesy, które są wprowadzane w sposób dokładny i skomplikowany, a następnie przekazuje stosunkowo proste dane wyjściowe. Ten rodzaj obliczeń i przetwarzania ułatwia półautonomiczną obsługę wielu rutynowych, ale kluczowych zadań.
Jedną z funkcji móżdżku, która należy do tej kategorii, jest równowaga. Ciało ludzkie musi stale dokonywać wielu drobnych korekt, aby pozostać w pozycji pionowej. Są one w dużej mierze obsługiwane przez część móżdżku, który przetwarza równowagę bez potrzeby aktywnego myślenia.
Sprawne i bezpieczne poruszanie się ludzkim ciałem to także bardzo skomplikowane zadanie. Inną funkcją móżdżku jest wspomaganie procesu ruchu. Móżdżek nie rozpoczyna ruchów, ale służy jako rodzaj asystenta, który sprawia, że ruch jest płynniejszy, gdy jest inicjowany przez inne części mózgu.
Proces ruchu polega na nieustannym zwracaniu uwagi na aktualną pozycję ciała i kierunek jego ruchu. Zdrowy móżdżek pozwala na płynne i proste ruchy mięśni. Uszkodzony mózg wytwarza niezręczne i szarpane ruchy, gdy wyższy mózg próbuje kierować ruchem, do czego nie nadaje się.
Inne funkcje móżdżku zwykle wykorzystują jego zdolność do sortowania i przetwarzania pewnych rodzajów informacji, a następnie wysyłania danych wyjściowych do obszarów mózgu lub układu nerwowego, w których informacje te są przydatne. Móżdżek bierze udział w kilku rodzajach uczenia się i wydaje się być szczególnie ważny w uczeniu się, które wymaga niewielkich korekt wzorców ruchu. Dodatkowe funkcje móżdżku to przekazywanie danych do obszarów takich jak układ pokarmowy lub oczy w odpowiedzi na bodźce środowiskowe lub inne reakcje neuronalne.