O cérebro é a maior área do cérebro humano e é dividido em várias regiões chamadas lobos. Uma região, chamada lobo temporal, fica no lado externo de cada metade do cérebro. Na parte inferior deste lobo, existe uma crista alongada chamada giro fusiforme, localizada entre dois outros giros ou cristas. Estes são chamados de giro occipitotemporal e giro parahippocampal. O giro fusiforme desempenha vários papéis essenciais no processamento e reconhecimento visual de alto nível.
Dentro dessa área estriada, existem grupos especializados de células, chamados neurônios, que desempenham um papel no reconhecimento facial. Esses neurônios estão localizados na seção inferior do giro na área da face fusiforme. Indivíduos com autismo mostram atividade reduzida entre os neurônios nessa área, e pode ser por isso que algumas pessoas com autismo têm dificuldade em reconhecer rostos.
Esta seção do giro fusiforme é amplamente responsável apenas por perceber a presença de um rosto. Mesmo objetos não vivos que se assemelham a rostos farão com que essa região seja ativada. A área da face fusiforme, no entanto, tem conexões com outras regiões do cérebro para expandir os usos do reconhecimento facial. Um circuito entre esses neurônios e a amígdala, outra estrutura do cérebro, é ativado quando uma pessoa vê expressões faciais que retratam emoções negativas, por exemplo.
As células da área da face fusiforme também parecem ajudar a diferenciar outros objetos conhecidos, por exemplo, entre diferentes tipos de carros em uma pessoa com conhecimento sobre eles. Grupos de outros objetos categorizados, como animais e esculturas, também parecem ser reconhecidos por essas células. Logo acima dessa área, um grupo separado de células no giro fusiforme é ativado em resposta a representações de corpos, incluindo figuras de palitos.
A categorização e o processamento visual de ordem superior parecem ser responsabilidades de outros grupos de neurônios no giro fusiforme. Estudos mostraram evidências de que essa região do cérebro pode estar envolvida no reconhecimento de números e palavras, bem como no reconhecimento consciente de cores. Outras células podem ajudar na diferenciação entre itens semelhantes que se enquadram em uma única categoria mental e trabalhar com células da área da face fusiforme para realizar essa tarefa.
Uma condição cerebral rara conhecida como sinestesia pode envolver essa parte do cérebro. Essa condição envolve experimentar estímulos com mais de um sentido. De uma forma específica, onde números e letras são percebidos como tendo cores associadas, os neurônios dessa região do cérebro são ativados.