Organe du système nerveux central, situé dans la boîte crânienne, siège des fonctions supérieures (fonctions cognitives, sens, réponses nerveuses) et végétatives.
Les hémisphères droit et gauche, divisés en lobes, sont les parties les plus développées chez les mammifères. Elles comprennent des ventricules. L'ensemble est enveloppé par une triple couche de tissu conjonctif, les méninges.
Le bulbe rachidien est situé à la partie postérieure de l'encéphale, au-dessus de la moelle épinière. Il est le centre de contrôle des mouvements réflexes et végétatifs (respiration, modération du rythme cardiaque, régulation des muscles lisses artériels).
Le cervelet est situé au dessus de bulbe rachidien, il est impliqué dans la coordination motrice et l'apprentissage des mouvements routiniers.
Le cerveau est composé de neurones, cellules gliales et astrocytes. Il baigne dans le liquide céphalo-rachidien présent dans les ventricules du cerveau et la moelle.
On distingue substance blanche et substance grise. Le cortex (substance grise), situé dans la partie antérieure de l'encéphale chez les vertébrés, est le siège de l'activité supérieure (fonctions cognitives). Il est constitué par les corps des neurones et comprend plusieurs couches de neurones superposées.