El cerebro se puede dividir en dos regiones. El tronco encefálico es la parte del cerebro que se extiende hacia abajo hacia la médula espinal. Los hemisferios cerebrales contienen la capa externa arrugada del cerebro, llamada corteza cerebral, y algunas estructuras más profundas, incluidos los ganglios basales, el hipocampo y los núcleos amigdaloides.
Un hemisferio cerebral está compuesto principalmente de materia gris surcada con una capa interna de materia blanca. La materia gris del cerebro contiene los cuerpos celulares de las neuronas. La materia blanca, por otro lado, es blanca porque contiene los axones mielinizados que se extienden desde el cuerpo de una célula neuronal. Las crestas de las arrugas de la materia gris se llaman circunvoluciones, y los surcos se llaman surcos o fisuras. El surco central es uno de los surcos más prominentes, que separa las circunvoluciones precentral y poscentral. El giro precentral está involucrado con las funciones motoras, mientras que el giro poscentral controla la entrada sensorial.
Cada hemisferio cerebral se puede dividir en cuatro lóbulos, cada uno con funciones distintas. El lóbulo frontal, que cubre el área detrás de la frente y la parte superior de la cabeza, está involucrado con la planificación y el movimiento. El lóbulo parietal, ubicado justo detrás del lóbulo frontal, maneja la información sensorial. El lóbulo occipital en la base del cráneo está involucrado con la visión, y el lóbulo temporal, que se encuentra en el lado del cerebro detrás de las orejas, maneja la audición.
Los hemisferios cerebrales controlan los lados contralaterales del cuerpo, lo que significa que el hemisferio cerebral derecho controla el lado izquierdo del cuerpo y viceversa. La información sensorial de la mano derecha, por ejemplo, cruza hacia el hemisferio cerebral izquierdo, donde se procesa. Para mover la mano derecha, la señal debe venir del lado izquierdo del cerebro y cruzarse nuevamente.
Un gran paquete de nervios llamado cuerpo calloso une los hemisferios cerebrales izquierdo y derecho. Los dos hemisferios no siempre son exactamente simétricos, y pueden ser algo especializados. Por ejemplo, el área de Wernicke y el área de Broca, las dos partes del cerebro involucradas en el habla, están ubicadas en el hemisferio cerebral izquierdo.
Las partes más profundas de los hemisferios cerebrales también son críticas para el funcionamiento del cerebro. Los ganglios basales, una colección de núcleos estrechamente conectados a la corteza, regulan el movimiento motor. El hipocampo está involucrado con el almacenamiento y la recuperación de la memoria. El núcleo amigdaloide controla las respuestas emocionales, especialmente a las emociones como la ira y el miedo.