Das Gehirn kann in zwei Regionen unterteilt werden. Der Hirnstamm ist der Teil des Gehirns, der sich nach unten zum Rückenmark hin erstreckt. Die Großhirnhemisphären enthalten die faltige äußere Schicht des Gehirns, die Großhirnrinde genannt wird, und einige tiefere Strukturen, einschließlich der Basalganglien, des Hippocampus und der Amygdaloidkerne.
Eine Großhirnhemisphäre besteht hauptsächlich aus gefurchter grauer Substanz mit einer inneren Schicht aus weißer Substanz. Die graue Substanz des Gehirns enthält die Körper der Neuronenzellen. Die weiße Substanz hingegen ist weiß, weil sie die myelinisierten Axone enthält, die von einem Neuronenzellkörper ausgehen. Die Kämme der Falten der grauen Substanz werden Gyri genannt, und die Rillen werden Sulci oder Fissuren genannt. Der Sulcus centralis ist einer der prominentesten Sulci, der die Gyri prä- und postzentralen trennt. Der präzentrale Gyrus ist an motorischen Funktionen beteiligt, während der postzentrale Gyrus den sensorischen Input steuert.
Jede Großhirnhemisphäre kann in vier Lappen unterteilt werden, die jeweils unterschiedliche Funktionen haben. Der Frontallappen, der den Bereich hinter der Stirn und dem Oberkopf bedeckt, ist an der Planung und Bewegung beteiligt. Der Parietallappen, der sich direkt hinter dem Frontallappen befindet, verwaltet sensorische Informationen. Der Hinterhauptslappen an der Schädelbasis ist am Sehen beteiligt, und der Schläfenlappen, der auf der Seite des Gehirns hinter den Ohren liegt, verwaltet das Hören.
Die Großhirnhemisphären kontrollieren die kontralateralen Körperseiten, dh die rechte Großhirnhemisphäre kontrolliert die linke Körperseite und umgekehrt. So gelangen sensorische Informationen der rechten Hand in die linke Gehirnhälfte, wo sie verarbeitet werden. Um die rechte Hand zu bewegen, muss das Signal von der linken Gehirnhälfte kommen und wieder kreuzen.
Ein großes Nervenbündel, das Corpus callosum genannt wird, verbindet die linke und rechte Gehirnhälfte. Die beiden Hemisphären sind nicht immer genau symmetrisch und können etwas spezialisiert sein. Zum Beispiel befinden sich das Wernicke-Areal und das Broca-Areal, die beiden Teile des Gehirns, die an der Sprache beteiligt sind, beide auf der linken Gehirnhälfte.
Die tieferen Teile der Großhirnhemisphären sind ebenfalls entscheidend für die Gehirnfunktion. Die Basalganglien, eine Ansammlung von Kernen, die eng mit dem Kortex verbunden sind, regulieren die motorischen Bewegungen. Der Hippocampus ist an der Speicherung und dem Abruf von Gedächtnis beteiligt. Der Amygdaloidkern steuert emotionale Reaktionen, insbesondere auf Emotionen wie Wut und Angst.