大脑主要由左、右大脑半球构成，它们通过胼胝体相连，形成中枢神经系统的最高级部分。大脑半球的表面凹凸不平，布满了深浅不同的沟和裂，沟裂之间的隆起称为脑回。左、右大脑半球以沟为界，分为五个叶：沟以前、外侧裂以上的额叶；外侧裂以下的颞叶；顶枕裂后方的枕叶；外侧裂上方、沟与顶枕裂之间的顶叶；以及深藏在外侧裂里的脑岛。
大脑半球的外形和分叶，背外侧面与内侧面以上缘为界，背外侧面与底面以下缘为界。背外侧面的主要沟裂有：沟从上缘近中点斜向前下方；大脑外侧裂起自半球底面，转至外侧面由前下方斜向后上方。在半球的内侧面有顶枕裂从后上方斜向前下方；距状裂由后部向前连顶枕裂，向后达枕极附近。
大脑皮层覆盖在大脑半球表面，是神经元胞体集中的地方。大脑半球内侧面的古皮层分化较简单，一般只有三层：分子层；锥体细胞层；多形细胞层。大脑半球外侧面的新皮层则分化程度较高，共有六层：分子层（又称带状层）；外颗粒层；外锥体细胞层；内颗粒层；内锥体细胞层（又称节细胞层）；多形细胞层。
皮层的深面为白质，白质内还有灰质核，这些核靠近脑底，称为基底核（或称基底神经节）。基底核中主要为纹状体，由尾状核和豆状核组成。尾状核前端粗、尾端细，弯曲并环绕丘脑；豆状核位于尾状核与丘脑的外侧，又分为苍白球与壳核。尾状核与壳核在种系发生上出现较迟，称为新纹状体，而苍白球在种系发生上出现较早，称为旧纹状体。纹状体的主要功能是使肌肉的运动协调，维持躯体一定的姿势。
