Ca parte a sistemului nervos central, materia cenușie este formată din corpuri celulare, în special corpurile celulare ale neuronilor, un neurofil, celule gliale și dendrite. Spre deosebire de substanța albă, acest tip de materie cerebrală se găsește în zone ale creierului care implică controlul muscular. De asemenea, se găsește printre zonele creierului care controlează percepția unei persoane, cum ar fi modul în care lucrurile sunt văzute sau auzite sau formarea amintirilor. Vorbirea și emoțiile sunt influențate în mare măsură și de materia cenușie.
Materia cenușie este localizată în mai multe zone ale creierului. Poate fi găsit pe suprafețele cortexului cerebral și cerebelului. Acest tip de materie se găsește și în adâncul creierului. În centrul măduvei spinării se găsesc atât substanța cenușie, cât și cea albă, dar griul este predominant.
Funcția principală a materiei cenușii este de a transporta informații senzoriale care provin din celulele materiei cenușii și organele senzoriale. Aceste informații sunt apoi transmise zonelor creierului care procesează informațiile senzoriale. Inteligența și abilitățile sunt adesea atribuite acestei materii cerebrale, în mare parte pentru că acoperă o mare parte din creier. În plus, studiile au arătat că fiecare persoană are cantități și densități diferite din această materie cerebrală, prezentând adesea concentrații mai mari în zone legate de aspecte intelectuale specifice sau de stăpânirea abilităților.
Studiile anterioare au sugerat că dimensiunea creierului unei persoane nu are nicio legătură cu nivelurile de inteligență. În timp ce creierele de dimensiuni mai mari au fost prezente la subiecții cu rezultate mai mari ale coeficientului de inteligență (IQ), IQ-ul crescut nu a fost suficient de semnificativ. Cercetări mai recente au arătat că testarea IQ poate activa mai multe zone de materie cenușie din creier. Aceasta înseamnă că, deși o persoană poate prezenta puncte tari și slăbiciuni în anumite domenii ale inteligenței, atât punctele tari, cât și slăbiciunile provin dintr-un volum combinat și nivel de activitate prin modelul individual al materiei din întregul creier.
Deși concentrații mai mari de materie cenușie pot denota inteligență și îndemânare, concentrațiile mici și deficiențele pot duce la probleme. La persoanele în vârstă, de exemplu, studiile au arătat că memoria pe termen scurt este afectată pe măsură ce volumul de substanță cenușie scade odată cu îmbătrânirea. Studiile au arătat, de asemenea, că diferențele în volumul materiei cenușii pot fi asociate și cu anumite tulburări psihologice, cum ar fi tulburarea bipolară. Pentru unele tulburări psihologice, dovezile arată că pacienții pot avea o deficiență de substanță cenușie în regiunea lobului parietal stâng. Severitatea și durata, totuși, sunt adesea determinate de volumul materiei din secțiunea girusului frontal drept a creierului.