Al igual que el cerebro más grande, el cerebelo tiene dos hemisferios. Los hemisferios cerebelosos están ubicados a ambos lados de un área pequeña llamada vermis que separa los dos hemisferios por la mitad. Cada uno de los hemisferios cerebelosos se divide además en cinco lóbulos. Pliegues profundos en el cerebelo separan los diez lóbulos. Ubicado en la parte inferior posterior del cerebro, el cerebelo se encuentra debajo del cerebro y detrás de la protuberancia.
Desde el exterior, los hemisferios cerebelosos se distinguen por pliegues apretados y paralelos. Esto es diferente al cerebro, que tiene pliegues grandes y superficiales que parecen ser retorcidos. La corteza del cerebelo es en realidad una capa continua de tejido cerebral fuertemente plegada sobre sí misma. Aunque los hemisferios cerebelosos representan solo el diez por ciento del volumen del cerebro, contienen más neuronas que el resto del cerebro. Esto es posible debido a la naturaleza fuertemente plegada del cerebelo.
En lo profundo de cada uno de los hemisferios cerebelosos se encuentran los núcleos profundos. Todas las señales salientes se envían a través de estos núcleos. La corteza de los hemisferios cerebelosos evalúa los mensajes entrantes que transmiten datos sensoriales y de otro tipo desde el cerebro. El ajuste fino del movimiento está coordinado por esta parte del cerebro a medida que se reciben mensajes sensoriales y se envían señales a los músculos. El daño al cerebelo provoca una falta de coordinación y sincronización de los movimientos, y otros problemas, incluidos problemas del habla.
Funcionalmente, el cerebelo se divide en tres secciones. El pontocerebelo consiste en la mayor parte de la corteza del cerebelo. El daño a esta porción del cerebelo generalmente se exhibe como una falta de coordinación en el mismo lado del cuerpo que el daño. La lesión o enfermedad del vestibulocerebelo se caracteriza por mareos y una marcha no coordinada. Si el alcohol, lesiones o enfermedades dañan el espinocerebelo, la marcha al caminar se vuelve tambaleante y la postura se ve afectada.
Varios trastornos afectan el cerebelo. La ataxia espinocerebelosa es una condición genética degenerativa caracterizada por una pérdida progresiva de coordinación. Se conocen más de diez tipos diferentes de ataxia espinocerebelosa, dependiendo de la mutación genética específica involucrada. La investigación ha revelado una conexión entre el autismo y una reducción en el tamaño de los hemisferios cerebelosos. Los accidentes cerebrovasculares y las lesiones cerebrales también afectan el funcionamiento del cerebelo y provocan una falta de control del movimiento.