Mucha gente piensa en el cerebro como una sola masa. Sin embargo, cuando se ve directamente, se puede ver que en realidad hay una línea que corre por el medio, dividiendo esencialmente el cerebro en dos mitades. Estas mitades se conocen como los hemisferios del cerebro. En general, el hemisferio derecho controla el lado izquierdo del cuerpo y viceversa. Cada lado del cerebro también tiene ciertos procesos cerebrales que es predominantemente responsable de controlar. Dentro de cada hemisferio, también hay varias secciones más pequeñas, llamadas lóbulos, que están asociadas con una mayor especialización. Si bien los hemisferios del cerebro son distintos en algunos aspectos, están conectados entre sí y comparten información.
En general, cada uno de los hemisferios del cerebro controla el lado opuesto del cuerpo. Por ejemplo, los impulsos nerviosos necesarios para mover la mano derecha generalmente provienen del lado izquierdo del cerebro. Del mismo modo, cada lado del cerebro generalmente procesa información sensorial para el lado opuesto del cuerpo. Por ejemplo, si un perro muerde la pierna izquierda, los impulsos de dolor creados por los nervios de la pierna se enviarán al lado izquierdo del cerebro.
Ciertos procesos cerebrales también son manejados predominantemente, aunque no necesariamente de manera exclusiva, por cada uno de los hemisferios. El hemisferio izquierdo, por ejemplo, es generalmente responsable del lenguaje y el desglose lógico de la información, mientras que el lado derecho es generalmente responsable de la conciencia espacial y de evaluar la situación general en función de datos más pequeños. El daño causado a un hemisferio del cerebro, como en el caso de un derrame cerebral, puede hacer que estas diferenciaciones sean obvias. Por ejemplo, un derrame cerebral en el hemisferio izquierdo puede dejar a una persona incapaz de comunicarse claramente.
Los hemisferios del cerebro también contienen áreas especializadas separadas llamadas lóbulos. Cada lóbulo es generalmente responsable de otros procesos especializados. Por ejemplo, el lóbulo frontal a menudo domina el control de las emociones, mientras que el lóbulo occipital es generalmente responsable de la visión. Si bien cada hemisferio tiene el mismo número y tipo de lóbulos, los expertos creen que los lóbulos de cada lado pueden tener roles ligeramente diferentes en sus procesos dominantes. Esta creencia se basa principalmente en diferentes patrones de síntomas que se han observado cuando se daña un lóbulo del hemisferio izquierdo en particular frente a cuando se daña el mismo lóbulo del hemisferio derecho.
Aunque los hemisferios del cerebro están físicamente separados y tienden a tener un control predominante sobre diferentes procesos, no son completamente independientes entre sí. Están conectados en el medio a través de un conjunto de fibras nerviosas llamadas el cuerpo calloso. Esto permite que los hemisferios del cerebro se comuniquen y compartan información entre ellos, que es algo que hacen regularmente.