Το κεντρικό νευρικό σύστημα αποτελείται από πολλούς παράγοντες, αλλά πιο σημαντικοί είναι ο εγκέφαλος και ο νωτιαίος μυελός. Η λευκή ύλη αποτελεί μέρη του εγκεφάλου και του νωτιαίου μυελού και διευκολύνει την επικοινωνία μεταξύ της φαιάς ουσίας και του υπόλοιπου σώματος. Μπορεί να βρεθεί στα εσωτερικά στρώματα του φλοιού, στα οπτικά νεύρα και στο κεντρικό και κάτω τμήμα του εγκεφάλου καθώς και στο νωτιαίο μυελό.
Η λευκή ύλη αποτελείται κυρίως από νευράξονες νευρικών κυττάρων και είναι γεμάτη μυελίνη, η οποία είναι ένα υπόλευκο λιπαρό υλικό. Πήρε το όνομά του από την χρωματική του εμφάνιση, η οποία είναι λευκή όταν εκτίθεται. Λειτουργεί με τη φαιά ουσία, ένα μη μυελωμένο τμήμα του εγκεφάλου που είναι υπεύθυνο για την αποστολή αισθητηριακών και κινητικών ερεθισμάτων στο κεντρικό νευρικό σύστημα για να δημιουργήσει μια απάντηση. Μια αναλογία για το πώς λειτουργούν μαζί οι δύο τύποι ύλης είναι παρόμοια με τον τρόπο με τον οποίο η κεντρική μονάδα επεξεργασίας και τα καλώδια ενός υπολογιστή λειτουργούν μαζί. Σε αυτή την αναλογία, η φαιά ουσία είναι η CPU και η λευκή ουσία τα καλώδια που συνδέουν την CPU με άλλα μέρη.
Μέχρι πρόσφατα, οι ιατρικοί επιστήμονες και οι ερευνητές δεν έδιναν μεγάλη έμφαση στη λευκή ύλη. Ωστόσο, καθώς συνθήκες όπως η άνοια και το Αλτσχάιμερ έγιναν πιο εμφανείς, έγινε ενδιαφέρον για τους ερευνητές. Η προσβεβλημένη λευκή ύλη μπορεί να βλάψει το κεντρικό νευρικό σύστημα, όπως ακριβώς τα σπασμένα ή βραχυκυκλωμένα καλώδια θα δημιουργούσαν προβλήματα με ένα δίκτυο υπολογιστών.
Μια ασθένεια που σχετίζεται κυρίως με τη λευκή ουσία είναι η σκλήρυνση κατά πλάκας (ΣΚΠ). Η πλειοψηφία των βλαβών που σχετίζονται με την ΠΣ εμφανίζονται λόγω φλεγμονής που προκαλεί καταστροφή της μυελίνης που περιβάλλει τους νευράξονες.
Αν και πολλά είναι ακόμη άγνωστα για τον εγκέφαλο και πολλές νευροεκφυλιστικές ασθένειες, η πρόοδος στην ιατρική απεικόνιση βελτιώνει σταδιακά την ικανότητα μελέτης της λευκής ύλης και εύρεσης σπασμένων συνδέσεων και βλάβης ή ασθένειας σε αυτές τις περιοχές του εγκεφάλου.