O sistema nervoso central é composto por muitos fatores, mas os mais importantes são o cérebro e a medula espinhal. A substância branca compõe partes do cérebro e da medula espinhal e facilita a comunicação entre a substância cinzenta e o resto do corpo. Pode ser encontrado nas camadas internas do córtex, nos nervos ópticos e nas partes central e inferior do cérebro, bem como na medula espinhal.
A substância branca é composta principalmente de axônios das células nervosas e cheia de mielina, que é um material adiposo esbranquiçado. Seu nome deriva de sua aparência de cor, que é branca quando exposta. Ele trabalha com a massa cinzenta, uma parte não mielinizada do cérebro responsável pelo envio de estímulos sensoriais e motores ao sistema nervoso central para criar uma resposta. Uma analogia de como os dois tipos de matéria funcionam juntos é semelhante à forma como a unidade central de processamento e os cabos de um computador funcionam juntos. Nesta analogia, a substância cinzenta é a CPU e a substância branca os cabos que conectam a CPU a outras partes.
Até recentemente, cientistas e pesquisadores médicos não colocavam muita ênfase na substância branca. No entanto, à medida que condições como demência e Alzheimer se tornaram mais aparentes, tornou-se interessante para os pesquisadores. A substância branca doente pode prejudicar o sistema nervoso central, assim como os cabos quebrados ou em curto criariam problemas com uma rede de computadores.
Uma doença predominantemente associada à substância branca é a esclerose múltipla (EM). A maioria das lesões associadas à SM ocorre devido a inflamações que causam destruição da mielina ao redor dos axônios.
Embora ainda se saiba muito sobre o cérebro e muitas doenças neurodegenerativas, os avanços nas imagens médicas estão gradualmente melhorando a capacidade de estudar a substância branca e encontrar conexões quebradas e danos ou doenças nessas regiões do cérebro.