人脑由三部分组成：即脑干、小脑和大脑。脑干可认为是原始的脑，主要功能传递感觉信息，控制某些基本活动，如呼吸和心跳。脑干没有任何思维和感觉功能。小脑负责肌肉的整合作用，并有运动记忆功能。随着年龄的增长和身体各部分结构的成熟，小脑会逐渐得到训练而提高其生理功能。然而对于运动，我们并没有达到完全控制的程度。你可以自己测试一下：在不活动其他手指的情况下，试着弯曲小拇指以接触手掌。而聪明的大拇指与食指完成这个动作则十分容易。大脑是人类记忆、情感与思维的中心，由两个半球组成，表面覆盖着1－2毫米厚的大脑皮层。没有这个大脑皮层，我们只能处于一种植物状态。大脑本身又分为四个脑区或称之为四个脑叶，即额叶（控制抽象思维的主要结构）、顶叶（帮助处理感觉信息）、枕叶（主管视力）、颞叶（掌握记忆、听觉和语言功能）。额叶位于大脑最前方，顶叶随后，枕叶最小位于下方，颞叶位于大脑两侧、太阳穴附近。


人脑的重量约1．5公斤，大脑皮质由1000亿个神经细胞组成，大脑皮质由皮质的灰质和脑本身的白质构成。灰质约有140亿个神经元，每个神经元与其它神经元的连接多达10000条，是宇宙中已知的最复杂的组织结构。每个神经元本身也是一个错综复杂的系统。这些神经元以高度复杂的方式联系在一起。为了说明神经元数量之巨大，如果将100个神经元装在一个1立方厘米的小盒子里，需要一间长、宽、高各10米的房屋才能装下所有的小盒子。


大脑作为人体的神经中枢，指挥着人体的一切生理活动，如脏器的活动、肢体的运动、感觉的产生、肌体的协调以及说话、识字、思维等。科学研究证明，大脑特定功能源于大脑的某一区域，因此大脑被划分为不同的区域，如感觉区、记忆区、语言区、识字区和运动区等。而大脑各区功能的发现，最初是通过某些特殊病例的研究而获得的。例如，撞击大脑左半球会引起右侧瘫痪，比如右腿、右手臂和右手的瘫痪；与此类似，撞击大脑的右半球会引起左侧部位的瘫痪。一个名叫布罗卡的医生1861年发现，撞击左半球某一区域会引起语言障碍。沃尼克医生于1874年发现，接近布罗卡中心的另一个中心也支配语言。当布罗卡区中心损伤时，人仍然能说出有意义的语句，但不符合语法规则。另一方面，如果损伤了沃尼克中心，人能说出近于正确的语句，但毫无意义。有一个名叫井上的日本医生，在20世纪日俄战争中，发现了一些被子弹穿透后脑颅的伤员，尽管没有击中眼睛，但他们仍然变成了瞎子。井上医生由此得出了大脑后部负责知觉的结论。控制语言中枢的布罗卡区和沃尼克区，与记忆有关的海马区、杏仁核等都是这样发现的。