Η σκέψη, η γλώσσα, η συμπεριφορά, η αισθητηριακή είσοδος και ο κινητικός έλεγχος είναι όλες λειτουργίες του εγκεφάλου. Ο εγκέφαλος είναι το μεγαλύτερο μέρος του εγκεφάλου και χωρίζεται σε δύο ημισφαίρια και τέσσερις λοβούς. Ενώ ορισμένες λειτουργίες του εγκεφάλου μπορεί να αποδίδονται κυρίως σε έναν συγκεκριμένο λοβό ή ημισφαίριο, τα ξεχωριστά μέρη του εγκεφάλου λειτουργούν σε συνδυασμό για να παράγουν αυτά τα αποτελέσματα, ιδιαίτερα με πιο πολύπλοκες λειτουργίες του εγκεφάλου.
Το αριστερό και το δεξί ημισφαίριο ενεργούν από κοινού για να εκτελέσουν λειτουργίες του εγκεφάλου, αν και πιστεύεται ότι κάθε πλευρά είναι κυρίαρχη σε ορισμένα καθήκοντα. Το αριστερό ημισφαίριο συνδέεται με γλωσσικές και λογικές δεξιότητες, ενώ το δεξί με οπτικά και δημιουργικά χαρακτηριστικά. Κάθε ημισφαίριο ελέγχει τους μυς στην αντίθετη πλευρά του σώματος, που σημαίνει ότι η δεξιά πλευρά του σώματος ελέγχεται από το αριστερό ημισφαίριο και η αριστερή πλευρά του σώματος ελέγχεται από το δεξί ημισφαίριο. Και τα δύο ημισφαίρια έχουν τέσσερις λοβούς: μετωπιαίο, ινιακό, βρεγματικό και κροταφικό.
Ο μετωπικός λοβός κατευθύνει πολλές από τις ανώτερες λειτουργίες του εγκεφάλου, μερικές φορές γνωστές ως εκτελεστικές λειτουργίες, όπως η σκέψη, ο προγραμματισμός και η επίλυση προβλημάτων. Άλλες γνωστικές ικανότητες όπως η μαθημένη συμπεριφορά, ο έλεγχος παρορμήσεων, η συγκέντρωση, η κοινωνική συμπεριφορά και η κρίση προέρχονται από εδώ. Η διάθεση και η προσωπικότητα συνδέονται επίσης με τον μετωπιαίο λοβό. Ορισμένες περιοχές του μετωπιαίου λοβού συντονίζουν τις κινήσεις των μυών. Για παράδειγμα, η περιοχή του Broca στον μετωπιαίο λοβό δημιουργεί μοτίβα για τις κινήσεις που απαιτούνται για την ομιλία και στέλνει αυτά τα μοτίβα σε άλλα τμήματα του εγκεφάλου, τα οποία στη συνέχεια μεταφέρουν τα σήματα στους μυς.
Ο ινιακός λοβός του εγκεφάλου περιέχει τον πρωτογενή οπτικό φλοιό. Οι κύριες λειτουργίες του είναι να λαμβάνει οπτικά σήματα και να τα ερμηνεύει σε εικόνες με νόημα. Η μνήμη παίζει μεγάλο ρόλο στην όραση και ο ινιακός λοβός βοηθά όχι μόνο να δει ένα αντικείμενο αλλά και να τον εντοπίσει με βάση την προηγούμενη εμπειρία.
Ο βρεγματικός λοβός σχετίζεται με την αίσθηση της αφής και την ικανότητα ανίχνευσης και ανάλυσης της θερμοκρασίας, του πόνου, της πίεσης και των κραδασμών. Βοηθά επίσης στην αντίληψη των χωρικών σχέσεων, συμπεριλαμβανομένης της επίγνωσης ενός ατόμου για το σώμα του, τις κινήσεις του και τη σχέση του με το περιβάλλον του. Ο βρεγματικός λοβός παίζει επίσης ρόλο στην αναγνώριση συμβόλων και επηρεάζει τις ικανότητες ανάγνωσης, γραφής και σχεδίασης.
Ο κροταφικός λοβός επεξεργάζεται και δίνει νόημα στα ακουστικά και οσφρητικά σήματα και είναι ζωτικής σημασίας τόσο για την ομιλία όσο και για την κατανόηση της γλώσσας, συμπεριλαμβανομένων των σημασιών των λέξεων, της σύνταξης και των τμημάτων του λόγου. Ο κροταφικός λοβός οργανώνει ή κατηγοριοποιεί επίσης τις πληροφορίες που λαμβάνει. Εκτός από τις αισθήσεις της ακοής και του αρώματος, η μακροχρόνια μνήμη και το συναίσθημα ελέγχονται επίσης εν μέρει από τον κροταφικό λοβό.