脊椎動物中樞神經系統的高級部位，生命機能的主要調節器。人腦是結構最複雜、功能極其完善的物質。它是思維的器官，是心理、意識的物質本體。
人腦的構成 人腦可分為5個部分，即端腦，指大腦兩半球；間腦；中腦；後腦，由小腦和橋腦或稱腦橋組成；延腦或稱延髓。中腦、腦橋與延髓組成腦幹，其間有神經細胞團與神經纖維交錯組成的腦幹網狀結構。
人腦是從低等動物物的原始神經組織經過長期的演化歷程發展而來的。人腦達到高度的發展，主要在於大腦兩半球的不斷擴大和復雜化。大腦兩半球的表面積擴大到一定程度，由於顱腔容量的限制而出現溝、回，並逐漸增加其數目。大腦兩半球主要由灰質表層、白質和皮下神經節，即大腦皮質、神經纖維髓質和基底神經節組成。由聯合神經纖維（主要是胼胝體）聯結在一起的大腦兩半球劃分為額葉、頂葉、枕葉與顳葉，而且它們各有一定的機能分工。（見彩圖）
細胞的有絲分裂
具有波京雅細胞的小腦
人腦
腦的基本構成單位是神經細胞(神經元)和膠質細胞。人腦的神經元數約達1011（正負10倍）。大腦皮質（亦稱皮層）的神經元約為140億，一般是6層的結構模式。其中，感知從外周傳來刺激的細胞主要位於第4層；實現加工和將興奮由一個皮質區傳遞給另一皮質區的細胞，多半在第2層和第3層；把傳出沖動引向外周的細胞主要在第5層。神經元與神經元之間以電的和化學的方式相互傳遞信息。每一個神經元通常擁有幾百個以至幾千個突觸聯結，人腦的全部突觸數約達1015之多。突觸的聯結型式是復雜多樣的，整個腦是通過這種聯結而組成的一個巨大的自調控、自組織、自學習的神經網絡系統。
人腦與意識 關於人腦與意識的關系問題，歷來存在著不同觀點的爭論。長時期裡，人們曾把意識看成是不依賴於物質實體的神秘莫測的東西，不把腦看作是意識的器官。隨著近代自然科學特別是生理學的發展，17世紀以後一般都承認腦是產生意識的機構。但限於當時的科學實驗條件和認識水平，又往往把人的各種心理、意識現象機械地定位於腦內各特定的部位。18世紀末德國醫生和解剖學傢F.J.加爾(1758～1828)的觀點就是如此。到19世紀，法國生理學傢M.-J.-P.弗洛倫斯(1794～1867)等人才把腦看作是整體活動，並認為意識是整體的腦的機能。後來，И.Π.巴甫洛夫及其創立的條件反射學說，以大量的實驗研究證明並從理論上闡述瞭人的意識是大腦皮質的功能。
20世紀40～50年代以來，科學傢們對皮質下和腦的微結構進行瞭廣泛深入的研究。揭示出在信息輸入大腦皮質的腦活動中，除有傳統瞭解的“特異通路”外，還有經由腦幹網狀結構的“非特異通路”。後者的作用在於激活大腦皮質，使之處於一定的興奮水平，否則大腦皮質便不能對刺激發生反應。同時，位於大腦兩半球內的表面和側腦室深部、丘腦和下丘腦以及一系列其他皮質下結構的邊緣系統，在腦活動中也起著不可缺少的作用。它們可能與本能的、遺傳的反應有關，也對引起情緒和產生動機，以及對某些涉及個體間相互關系的行為反應有一定影響。由此表明，大腦皮質與皮下組織的功能活動是相互聯系的，而且正是由於它們的協同作用保證瞭腦的正常功能。
以腦為研究對象的腦科學，借助生物物理學、生物化學、生理心理學、病理心理學，以及控制論、系統論等多學科的綜合研究，已經在許多方面取得重大進展，如腦生化研究，裂腦研究的成果等。但意識的腦機制還未得到充分的揭示，有許多問題有待於繼續深入探討。