Το ερώτημα αν το μέγεθος του εγκεφάλου επηρεάζει τη νοημοσύνη συζητείται έντονα στην επιστήμη και δεν υπάρχει βεβαιότητα για το θέμα. Υπάρχουν στοιχεία που υποδηλώνουν ότι το μέγεθος του εγκεφάλου μπορεί να κάνει τη διαφορά, αλλά υπάρχουν επίσης στοιχεία που δείχνουν ότι δεν είναι ο πιο σημαντικός παράγοντας. Σύμφωνα με ορισμένους ειδικούς, το μέγεθος του εγκεφάλου φαίνεται να είναι πιο σημαντικό για ορισμένα είδη νοημοσύνης από άλλα. Υπάρχουν μελέτες στο ζωικό βασίλειο που έχουν επίσης δείξει μεγάλες αντιφάσεις όσον αφορά το μέγεθος και την ευφυΐα του εγκεφάλου μεταξύ διαφορετικών ειδών, και αυτό έχει κάνει γενικά τους επιστήμονες πιο αβέβαιους για το θέμα.
Τα ζώα που έχουν κάνει τους επιστήμονες πιο αβέβαιους είναι τα πουλιά. Πολλά είδη πουλιών, ειδικά εκείνα της οικογένειας των κοράκων, παρουσιάζουν πολύ περίπλοκες κοινωνικές συμπεριφορές και καταδεικνύουν την ικανότητα για πολύπλοκο συλλογισμό. Είναι γενικά σε θέση να το κάνουν αυτό παρά το γεγονός ότι ο εγκέφαλός τους είναι μικρότερος από πολλά είδη με λιγότερο τρομακτικές γνωστικές ικανότητες. Μερικοί ειδικοί πιστεύουν ότι αυτό συμβαίνει επειδή τα πουλιά έχουν ιδιαίτερα σύνθετες δομές νευρώνων που επιτρέπουν στον εγκέφαλό τους να είναι πιο αποτελεσματικός.
Υπάρχουν επίσης άλλες μελέτες που δείχνουν μια ισχυρή άμεση σχέση μεταξύ του μεγέθους του εγκεφάλου και της νοημοσύνης. Αυτές οι μελέτες εξέτασαν τεστ νοημοσύνης σε ένα ευρύ φάσμα ειδών και επικεντρώθηκαν σε έναν γενικότερο τύπο ικανότητας επίλυσης προβλημάτων. Ο λόγος για αυτά τα αποτελέσματα αμφισβητείται. Ορισμένοι ειδικοί πιστεύουν ότι η απλή φυσική αύξηση προκαλεί στα ζώα περισσότερη ευφυΐα για κάποιο λόγο, ενώ άλλοι πιστεύουν ότι το μέγεθος του εγκεφάλου είναι ο πρωταρχικός παράγοντας.
Στους ανθρώπους, οι μελέτες για το μέγεθος και την ευφυΐα του εγκεφάλου ήταν επίσης σχετικά αντιφατικές. Για παράδειγμα, οι περισσότεροι άνδρες έχουν μεγαλύτερο εγκέφαλο από τις περισσότερες γυναίκες, αλλά οι μελέτες δεν μπόρεσαν να βρουν στατιστικά σημαντικές διαφορές στην ευφυΐα μεταξύ ανδρών και γυναικών. Υπάρχουν πολλές περιπτώσεις όπου άτομα με πολύ μικρότερο εγκέφαλο κατάφεραν να επιδείξουν πολύ μεγαλύτερη νοητική ικανότητα από ό, τι τα άτομα με μεγαλύτερο εγκέφαλο. Είναι γενικά αλήθεια ότι το μέγεθος του εγκεφάλου και το μέγεθος του σώματος σχετίζονται συνήθως αναλογικά μεταξύ των ανθρώπων, αλλά η ευφυΐα και το μέγεθος του σώματος είναι συχνά εντελώς άσχετα.
Ορισμένοι ειδικοί πιστεύουν ότι η δομή του εγκεφάλου, ή ίσως το συγκεκριμένο μέγεθος ορισμένων τμημάτων του εγκεφάλου, έχουν να κάνουν περισσότερο με τη νοημοσύνη. Υπάρχουν επίσης ενδείξεις ότι το μέγεθος του εγκεφάλου αλλάζει με βάση την εμπειρία ενός ατόμου και καθώς οι άνθρωποι αποκτούν περισσότερες νοητικές γνώσεις, ο εγκέφαλός τους μπορεί πραγματικά να μεγαλώσει. Υπάρχουν πολλά στοιχεία που υποδηλώνουν ότι αυτό συμβαίνει κατά την παιδική ηλικία, όταν οι άνθρωποι αναπτύσσονται, αλλά υπάρχουν επίσης ορισμένα στοιχεία που δείχνουν ότι συμβαίνει μετά την ενηλικίωση.