Kafatasının içinde, beyin zarlarıyla örtülmüş, beyazımtırak ve yumuşakça bir kitle durumundaki sinir organı olan, aynı zamanda duyum ve bilinç merkezini oluşturan beyin, insanları hayvanlardan ayıran en önemli organdır. Bu bakımdan insan beyni hayvanlarda görülmeyen bilinç, konuşma, sevinç, üzüntü gibi olayları da bir merkezdir.

Dış dünya ile olan maddi ve manevi bütün ilişkiler, duyular aracılığı ile beyne iletilir, orada değerlendirilir ve vücudun gerekli tepkiyi göstermesi ayarlanır. Gri ve beyaz hücrelerden oluşan beyin, kafatasının arkasında bulunan bir delikle omuriliğe bağlanır.

Beyin ve omurilik, üç katlı koruyucu zarla (meninks) sarılıdır. Beyne en yakın olan iç zar ile orta zar arasında beyin sıvısı denilen bir sıvı bulunur. Anatomik yapıdan beyin, beyin yarıküreleri, orta beyin, beyincik ve beyin sapından oluşur.

Beyin yarıküreleri de “lop” denilen dört kısma ayrılmıştır. Loplar, alın (frontal), yan (parietal), şakak(temporal) ve artkafa (oksipital) diye adlandırılır. Ayrıca loplar “girus” kıvrımlara ayrılır. Loplarda duyu organları aracılığıyla alınan duyuların yorumlanması (çiçek kokusu ile yemek kokusunun ayırt edilmesi gibi) ve kaslara hareket sağlayıcı uyarıcıların yapılması gerçekleşir (yazı yazmak için el ve parmaklara gerekli uyarıların verilmesi gibi).

Beyin yarı kürelerinin üzerinde beyin kabuğu (korteks) denilen gri hücrelerden oluşmuş, kıvrımlı bir kısım vardır. Beyin kabuğunun iç tarafı beyaz sinir liflerinden oluşmuş, çok yoğun bir tabakayla kaplıdır. Sinir lifleri sinir hücreleriyle beyin hücreleri arasındaki bağlantıyı kurarlar.

Beyin kabuğunda duyularla ilgili belirli görevleri üstlenmiş bölgeler vardır; sözgelimi görme merkezi artkafa lobunun kabuğundadır. Organlardan işlevleri fazla ve duyarlı olanlar için, beyin kabuğunda daha geniş bir bölge ayrılmıştır. Bu bakımdan beyin kabuğunda en geniş bölge el ve dudak hareketlerine uyaran bölgelerdir.

Orta beyin, Varol köprüsüyle beyinciğin bağlantısını sağlar. Beyincik, vücudun dengesini, kasların gerilmesini ve kaslar arasında uyumun sağlanmasını denetler. Beyin sapı denen omurilik soğancığında (bulbus) beyinden gelen sinirler omuriliğe geçerken yön değiştirirler; sağ yarıküreden gelen sinirler vücudun sol tarafını, sol yarıküreden gelenler de sağ tarafını denetler. Soğancıkta omurilikten gelen uyarılar alınır, ayrıca sindirim, solunum, dolaşım sistemlerine komutlar verilerek denetleme yapılır.

Beyinde, gelen uyarıların dağıtım merkezi olarak çalışan “talamus” ile, iç organların dış tepkilere göre çalışmasını ayarlayan, acıkma, susama duyularını harekete geçiren “hipotalamus” merkezleri vardır.

Beynin çalışması, milyonlarca kablo görevi yapan sinir lifinin haber götürüp direktif taşıdığı, çok karmaşık bir telefon santralı gibidir. Bu kablolar arasında gerekli bağlantılar yine on binlerce küçük bağlantı merkezlerinde yapılır.

Sinir lifleri arasında elektrik akımı aracılığı ile haberleşme sağlandığı ilk defa İtalyan hekimi L. Galvani tarafından bulunmuştur. Beynin oksijen ihtiyacı oldukça fazladır. Vücut ağırlığının % 2’sini kaplayan beyin, vücuda giren oksijenin % 25’ini kullanır. Bu bakımdan beyne kan götüren ve getiren damarlar, diğer organlardakine göre, sayı bakımından daha fazla ve daha geniştir.

Normal boyutlardaki yetişkin bir insanın beyin ağırlığı 1.500-1.600 gr.’dır. vücut ağırlığına göre insan beyni 1/50 oranında iken, en gelişmiş memelilerde bu oran 1/100’ü bulur.