腦的最大部分。由大腦半球組成，占腦總量的2/3。是意識過程進行的處所，內有整合感覺和控制隨意運動及高級智能功能（包括言語及抽象思維）等的神經中樞。大腦半球的中心是有髓神經纖維，即白質；皮質有很多溝回，即灰質。人類的大腦皮質十分發達，這使人腦不同於其他哺乳動物的大腦。雖然某些白質結構也具有獨立的重要功能，但白質中的神經纖維主要用以聯結大腦皮質各功能區。由前到後有一條深裂溝將大腦分為兩個半球，每個半球調控其對側軀體的活動。其中一個半球在功能上占優勢，它集中了一些特化的神經中樞，如言語、思維的中樞，決定右利還是左利等決定空間趨向的中樞。另一側半球則支配更微妙、複雜的知覺，如識別不同的面孔。兩側大腦半球由胼胝體連接，它是一塊白質的厚板，可聯繫來自身體兩側的感覺訊息和功能應答。大腦的其他重要結構有下視丘和視丘。下視丘控制代謝和內環境穩定。視丘是一個主要的感覺傳遞中樞，管理情緒和本能。