뇌 크기는 양배추만 하고, 모양은 호두와 비슷하다. 뇌는 매우 중요한 기관이기에 외부로부터 완벽하게 보호된다. 딱딱한 두개골 안쪽에는 수막이 뇌를 둘러싸고 있으며, 뇌막 안에 뇌척수액이 흘러 완충 작용을 한다. 혈관을 타고 유해 물질이 침입하는 것을 막기 위해 다른 조직에는 없는 혈액뇌장벽으로 보호되고 있다. 그래서 뇌에는 약물이 잘 투과되지 않는다.

뇌는 몸 전체 비율의 2%에 불과하지만, 총 에너지를 약 20% 소모한다. 뇌는 인간의 모든 활동을 통합 관리하는 만큼 많은 에너지가 필요하다. 가장 많은 부분을 차지하는 대뇌는 감각, 운동, 언어, 기억 및 고등정신 기능뿐 아니라 자율신경계 조절, 호르몬 조절, 항상성 유지 등 기능을 수행한다. 소뇌는 운동 조절 기능을 통해 정밀한 운동이 가능하도록 하며, 중간뇌는 청각 반사, 시각 반사 및 의식 상태 조절에 관여한다. 교뇌는 얼굴표정근, 저작근, 호흡 조절, 감각 및 운동 정보를 중계하고, 연수는 자율신경중추가 있어 생명을 유지하는 데 중요한 역할을 한다.