Come parte del sistema nervoso centrale, la materia grigia è prodotta dai corpi cellulari, in particolare i corpi cellulari dei neuroni, un neurophil, le cellule gliali e i dendriti. A differenza della sostanza bianca, questo tipo di materia cerebrale si trova in aree del cervello che coinvolgono il controllo muscolare. Si trova anche tra le aree del cervello che controllano la percezione di una persona, come il modo in cui le cose sono viste o ascoltate o la formazione dei ricordi. Discorso ed emozioni sono in gran parte influenzati anche dalla materia grigia.
La materia grigia si trova in diverse aree del cervello. Può essere trovato sulle superfici della corteccia cerebrale e del cervelletto. Questo tipo di materia si trova anche nel profondo del cervello. Al centro del midollo spinale si trovano sia la materia grigia che quella bianca, ma il grigio è predominante.
La funzione principale della materia grigia è di trasportare informazioni sensoriali che provengono dalle cellule della materia grigia e dagli organi sensoriali. Queste informazioni vengono quindi passate alle aree del cervello che elaborano le informazioni sensoriali. Intelligenza e abilità sono spesso attribuite a questa materia cerebrale, in gran parte perché copre gran parte del cervello. Inoltre, studi hanno dimostrato che ogni persona ha quantità e densità diverse di questa materia cerebrale, mostrando spesso concentrazioni più elevate in aree correlate a specifici aspetti intellettuali o padronanza delle abilità.
Precedenti studi hanno suggerito che le dimensioni del cervello di una persona non hanno alcuna relazione con i livelli di intelligenza. Mentre cervelli di dimensioni maggiori erano presenti in soggetti con risultati di quoziente intellettivo più elevato, il QI aumentato non era abbastanza significativo. Ricerche più recenti hanno dimostrato che i test del QI possono attivare più aree di materia grigia nel cervello. Ciò significa che sebbene una persona possa mostrare punti di forza e di debolezza in specifiche aree di intelligenza, sia i punti di forza che quelli di debolezza derivano da un volume combinato e da un livello di attività attraverso il modello individuale di materia nell’intero cervello.
Sebbene concentrazioni maggiori di materia grigia possano indicare intelligenza e abilità, piccole concentrazioni e carenze possono portare a problemi. Con le persone anziane, ad esempio, studi hanno dimostrato che la memoria a breve termine è influenzata dal diminuire del volume della sostanza grigia con l’invecchiamento. Gli studi hanno anche dimostrato che le differenze nel volume della materia grigia possono anche essere associate ad alcuni disturbi psicologici, come il disturbo bipolare. Per alcuni disturbi psicologici, l’evidenza mostra che i pazienti possono avere una carenza di sostanza grigia nella regione del lobo parietale sinistro. La gravità e la durata, tuttavia, sono spesso determinate dal volume della materia nella sezione del giroscopio frontale destro del cervello.