Ο εγκέφαλος είναι το κέντρο της ευφυΐας, της σκέψης και του ενστίκτου στα περισσότερα ανώτερα πλάσματα, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων. Στα ανθρώπινα όντα, οι βασικές δομές του εγκεφάλου είναι ο εγκέφαλος, η παρεγκεφαλίδα και το στέλεχος του εγκεφάλου. Κάθε ένα από αυτά αποτελείται από μικρότερα όργανα και δομές που διατηρούν διαφορετικές ψυχικές και φυσικές λειτουργίες. Όλες οι δομές του εγκεφάλου αποτελούνται από νευρικά κύτταρα ή νευρώνες, που αλληλεπιδρούν με μεγάλη απόδοση, επεξεργάζοντας την αισθητηριακή εισροή και αναλαμβάνοντας κατάλληλες αποκρίσεις σε κλάσματα του δευτερολέπτου.
Ο εγκέφαλος είναι μια προέκταση του κεντρικού νευρικού συστήματος, ενός δικτύου νευρώνων που υπάρχουν σε όλο το ανθρώπινο σώμα. Αυτοί οι νευρώνες μεταδίδουν αισθητήρια δεδομένα και εντολές μυών προς και από τον εγκέφαλο μέσω του νωτιαίου μυελού, που βρίσκεται μέσα στην προστατευτική σπονδυλική στήλη ή τη ραχοκοκαλιά. Στην κορυφή του νωτιαίου μυελού, το στέλεχος του εγκεφάλου αποτελεί τη βάση του ίδιου του εγκεφάλου. Όπως πολλές δομές του εγκεφάλου, το εγκεφαλικό στέλεχος ρυθμίζει συγκεκριμένες σωματικές λειτουργίες, σε αυτή την περίπτωση ακούσιες ενέργειες όπως η αναπνοή, η κυκλοφορία του αίματος και ο ύπνος. Το εγκεφαλικό στέλεχος περιλαμβάνει άλλες δομές του εγκεφάλου, συμπεριλαμβανομένων των πόνων και του επιμήκη μυελού.
Ακριβώς πίσω από το στέλεχος του εγκεφάλου βρίσκεται η παρεγκεφαλίδα, η οποία συντονίζει την κίνηση και τον προσανατολισμό επεξεργάζοντας πληροφορίες από τα αυτιά και άλλα αισθητήρια όργανα. Ακριβώς πάνω από την παρεγκεφαλίδα και το στέλεχος του εγκεφάλου βρίσκονται τα βασικά γάγγλια, γνωστά και ως το μεταιχμιακό σύστημα. Αυτές οι δομές του εγκεφάλου, συμπεριλαμβανομένου του τυφλού πυρήνα, του putamen και του globus pallidus, ρυθμίζουν επίσης τις κινητικές λειτουργίες. Ο ιππόκαμπος και η αμυγδαλή, που εμπλέκονται στη βασική συναισθηματική ανταπόκριση και μνήμη, αποτελούν επίσης μέρος του μεταιχμιακού συστήματος.
Η κεντρική δομή του εγκεφάλου είναι ο εγκέφαλος. το εξωτερικό του στρώμα είναι ο εγκεφαλικός φλοιός, που ονομάζεται επίσης νεοφλοιός. Όπως και οι άλλες δομές του εγκεφάλου, ο εγκεφαλικός φλοιός αποτελείται από νευρώνες. Στους διατηρημένους εγκεφάλους, οι νευρώνες είναι γκρι, οπότε ο εγκέφαλος συχνά αναφέρεται ως φαιά ύλη. Στο εγκέφαλο, εκατομμύρια νευρώνες επικοινωνούν μεταξύ τους μέσω συνδέσεων που ονομάζονται συνάψεις, διατηρώντας υψηλότερες εγκεφαλικές λειτουργίες όπως ομιλία, μνήμη και πολύπλοκη επίλυση προβλημάτων.
Ο εγκεφαλικός φλοιός χωρίζεται σε δεξιό και αριστερό ημισφαίριο. το καθένα ελέγχει διαφορετικές ψυχικές και φυσικές διαδικασίες. Κάτω από αυτό το εξωτερικό στρώμα, η λεγόμενη λευκή ύλη αποτελείται από άξονες, τα σώματα επικοινωνίας των νευρώνων του εγκεφάλου. Αυτή η λευκή ουσία περιέχει δομές εγκεφάλου όπως ο θάλαμος και ο υποθάλαμος, οι οποίοι αντιμετωπίζουν απλούστερες λειτουργίες όπως ο πόνος, η όρεξη και η ορμονική ανταπόκριση. Μέσα στις λευκές και γκρίζες περιοχές του εγκεφαλικού φλοιού, οι διάφορες δομές του εγκεφάλου επεξεργάζονται πληροφορίες, λαμβάνουν αποφάσεις και ξεκινούν ενέργειες. Ο εγκέφαλος μπορεί να συντονίσει εκατομμύρια τέτοιες αλληλεπιδράσεις σε κάθε δεδομένο δευτερόλεπτο.