Nell'encefalo umano si riconoscono tre parti fondamentali: il prosencefalo (che comprende cervello, talamo e sistema limbico, in cui è l'ipotalamo); il mesencefalo; il rombencefalo (formato da cervelletto, ponte di Varolio e midollo allungato). In questa sezione di encefalo, si riconoscono le circonvoluzioni del cervello e il corpo calloso, che collega i due emisferi; il talamo, che funge da centro di smistamento degli impulsi nervosi; l'ipotalamo, coinvolto in molti processi omeostatici e nella produzione di alcuni ormoni; inoltre, si distinguono il ponte di Varolio e il midollo allungato, in cui sono localizzati importanti centri di controllo del ritmo sonno-veglia, della respirazione, della pressione sanguigna e del battito cardiaco. Il talamo, il ponte di Varolio e il midollo allungato formano il cosiddetto tronco cerebrale, struttura anatomica di collegamento tra il midollo spinale e la corteccia cerebrale. Il cervelletto, collocato nella porzione inferiore dell'encefalo, ha funzioni di coordinazione dei movimenti e dell'equilibrio.