O rombencéfalo refere-se à área caudal do tubo neural, uma estrutura da qual o cérebro e a medula espinhal se originam durante os estágios iniciais do desenvolvimento embrionário humano. Também chamado de cérebro posterior, o rombencéfalo dá origem às regiões do mielencéfalo e metencéfalo, formando o quarto ventrículo e uma grande parte do tronco cerebral, responsável principalmente pelo funcionamento vegetativo, como pressão arterial e freqüência cardíaca. O dano no cérebro posterior produz falha do sistema nervoso autônomo, respostas motoras descoordenadas e atrasadas, além de dificuldades de cognição.
As estruturas do mielencéfalo abrangem a medula oblonga, a parte inferior do quarto ventrículo e o nono ao décimo segundo nervos cranianos. Localizada na extremidade inferior do cérebro posterior, fica a medula oblongata, um órgão em forma de pirâmide, responsável pela regulação e controle das atividades do sistema cardiovascular e respiratório, incluindo batimentos cardíacos, respiração e pressão arterial. Os nervos cranianos nove e dez, o glossofaríngeo e o vago, respectivamente, ajudam a controlar a pressão sanguínea nas artérias carótidas e na aorta, a maior artéria do corpo através da qual o sangue oxigenado se move para a circulação sistêmica. Enquanto o nervo acessório é necessário para o movimento da cabeça, como girar e acenar com a cabeça, o décimo segundo nervo craniano, o hipoglosso, permite o uso da língua.
Dois órgãos se desenvolvem a partir do metencéfalo: o cerebelo e a ponte. Assemelhando-se ao cérebro maior, o cerebelo fornece mais da metade das células nervosas do cérebro e é necessário para a coordenação da postura e do movimento. Situado embaixo do mesencéfalo, encontram-se feixes de tratos neuronais denominados ponte, criando uma ponte que liga o cerebelo e a medula ao mesencéfalo. Esta seção do rombencéfalo inclui parte do quarto ventrículo, pertencente a um grupo de cavidades interconectadas contendo líquido cefalorraquidiano (LCR), servindo como proteção do sistema nervoso central contra substâncias nocivas, trauma e pressão excessiva. A ponte também desempenha um papel no sono e nos padrões de excitação através da formação reticular, uma rede de núcleos.
Uma rara anomalia cerebral que afeta certos recém-nascidos, conhecida como rombencefalossinapses, é uma condição que resulta em um cerebelo fundido no qual o vermis, uma estrutura de rombencéfalo que separa os hemisférios cerebelares, está ausente no nascimento. Caracterizada por fraqueza muscular, movimento involuntário rápido dos olhos, tremores na cabeça e uma marcha instável, esse distúrbio causa atrasos no desenvolvimento das habilidades motoras, como ficar em pé e andar. Problemas cognitivos e comportamentais também são comuns, mas dependem da extensão do envolvimento. Às vezes, crianças com rombencefalossinapses nascem com defeitos físicos das mãos nas quais os dedos são fundidos ou ausentes. A expectativa de vida é geralmente muito menor, pois os que sofrem da doença morrem durante a infância.