In Zellen gilt der Zellkern traditionell als das Zentrum der Zelle: ein Begegnungszentrum, in dem Informationen gespeichert, verarbeitet und verteilt werden. Einen ähnlichen Zweck erfüllen Hirnstammkerne, da sie die zentralen Netzwerke sind, durch die Nervenzellen und Nerven entstehen und ihre Funktionen erfüllen. Hirnstammkerne sind somit für viele der Gefühle und Funktionen verantwortlich, die der Mensch täglich erlebt, aber nicht unbedingt bewusst nachdenkt. Jeder Kern kann entweder als sensorisch oder motorisch klassifiziert werden.
Der Hirnstamm ist der primitivste Teil des Gehirns. Es befindet sich zwischen dem Haupthirn und dem Rückenmark und besteht aus dem Mittelhirn, dem Pons und der Medulla. In diesen Strukturen ruht ein breites Netzwerk von Nerven, und jeder dieser Nerven beginnt an einem oder mehreren Hirnstammkernen.
Im Allgemeinen können Nerven entweder eine sensorische oder eine motorische Funktion erfüllen. Als solche tragen sie entweder zu den fünf Sinnen des Menschen bei oder sie helfen bei Bewegungen. Daher werden Hirnstammkerne je nach Art der von ihnen abgeleiteten Nerven entweder als sensorische oder motorische Kerne bezeichnet. Wenn ein Nerv sensorische und motorische Fähigkeiten hat, wird er sowohl an sensorische Kerne als auch an motorische Kerne gebunden.
Während sensorische Kerne typischerweise an den Seiten des Hirnstamms zu finden sind, sind motorische Kerne im mittleren – oder medialen – Teil des Hirnstamms angebracht. Die meisten dieser Kerne sind mit nur einem Nerv verbunden, aber gelegentlich können mehrere Nerven aus einem einzelnen Kern entstehen.
Es gibt 12 Hirnnerven, die von den Kernen des Hirnstamms ausgehen. Diese Nerven erfüllen verschiedene individuelle Funktionen, einschließlich der Bewegung des Auges, der Bewegung des Gesichts und der Unterstützung beim Riechen oder Schmecken. Der Nervus oculomotorius zum Beispiel ist ein motorischer Nerv, der dafür verantwortlich ist, bestimmte Augenmuskeln beweglich zu halten. Der Kern dieses Nervs wird als okulomotorischer Kern bezeichnet. Andere Kerne, die entsprechende Nerven enthalten, sind die folgenden: die Kerne abducens, die Kerne trochlearis, die Kerne vestibularis und die Kerne hypoglossus.
Während die meisten Hirnstammkerne nach den Nerven benannt sind, die sie bilden, gibt es einige Ausnahmen. Der Edinger Westphal-Nucleus zum Beispiel liegt um die Oculomotorius-Kerne herum und beherbergt die Nerven, die für die Pupillenverengung verantwortlich sind. Darüber hinaus hat ein Nerv, der sowohl sensorische als auch motorische Fähigkeiten in Bezug auf Gesicht und Mund trägt – der Trigeminusnerv – zwei Kernursprünge: den mesencephalen Kern und den motorischen Kern. Darüber hinaus hat der vielseitige Vagusnerv drei Hirnstammkerne: den Nucleus ambiguus, den sekretomotorischen parasympathischen Nucleus und den solitären Nucleus. Darüber hinaus haben einige Nerven, wie der Solitärkern, Verbindungen zu mehr als einem Hirnnerv und teilen daher keinen Namen mit einem bestimmten Nerv.