El cerebro reptiliano, según una teoría clásica de la ciencia del cerebro, tiene estructuras correspondientes en los cerebros de los mamíferos, incluidos los humanos. Según la teoría del «cerebro trino», el cerebro reptil, preocupado por el instinto y la supervivencia, se desarrolló primero en la historia evolutiva. Criaturas como los mamíferos desarrollaron estructuras cerebrales más complicadas sobre la base del cerebro reptil, permitiendo el pensamiento, la emoción y la autoconciencia. Desde entonces, los estudios sobre el cerebro han demostrado que la teoría del cerebro trino está simplificada en el mejor de los casos; sin embargo, sigue siendo popular entre los medios y el público en general.
Durante la década de 1960, la investigación del neurocientífico y médico Paul D. MacLean sobre las estructuras cerebrales reveló que los ganglios basales, un grupo de estructuras en la base del cerebro humano, se parecía al cerebro de los lagartos y otros reptiles. Esto, junto con el conocimiento de que los ganglios basales están fuertemente involucrados en las funciones motoras, llevó a MacLean a creer que el desarrollo cerebral correspondía al desarrollo evolutivo. Los reptiles se desarrollaron primero en la historia evolutiva, seguidos por los mamíferos y luego los humanos, por lo que razonó que el cerebro también podría dividirse en secciones basadas en la complejidad del desarrollo.
En la teoría de MacLean, los ganglios basales, que él llamó el cerebro reptiliano, controlaban los instintos básicos como la agresión y la territorialidad, comportamiento que se puede observar tanto en reptiles como en mamíferos, incluidos los humanos. Las estructuras cerebrales intermedias, que él llamó el «sistema límbico», controlaban las funciones superiores necesarias para criar a los jóvenes, pero no eran necesarios en los reptiles, que generalmente ponen huevos en lugar de dar a luz y criar crías vivas. La neocorteza, que se encuentra solo en los mamíferos superiores, permitió el desarrollo del lenguaje, el razonamiento y el pensamiento consciente en los humanos.
Descubrimientos posteriores en la ciencia del cerebro y de los animales han demostrado que la teoría del cerebro trino no es un modelo preciso. Las criaturas como las aves, por ejemplo, son capaces de usar herramientas y lenguaje rudimentarios, a pesar de su falta de una neocorteza. Desde entonces, se ha descubierto que algunas funciones cerebrales que alguna vez se creían controladas por el cerebro reptiliano involucraban varias áreas del cerebro. El desarrollo evolutivo tampoco es tan simple como se pensaba, disputando aún más el modelo de desarrollo de MacLean.
El cerebro trino y el cerebro reptiliano siguen siendo elementos de la cultura popular y las creencias sobre las funciones cerebrales. El popular éxito de ventas del astrofísico Carl Sagan, «Los dragones del Edén», dio a la teoría del cerebro trino una amplia exposición durante la década de 1970. En su innovadora novela gráfica «Elektra Assassin», el artista de cómics Frank Miller le dio a su personaje Elektra la capacidad de funcionar solo con su «cerebro reptiliano», permitiéndole actuar instintivamente y sin piedad en presencia de peligro.