大腦嚴密意義上指端腦與間腦，但是在神經解剖學以外的領域，通常多用大腦一詞指代端腦。故在此若無特別註明，也將大腦指代端腦。

大腦錶面的溝回端腦有左右兩個大腦半球（端腦半球）。將兩個半球隔開的是稱為大腦縱隔的溝壑，兩個半球除了腦梁與透明中隔相連以外完全左右分開。半球錶面佈滿腦溝，溝與溝之間所夾細長的部分稱為腦回。腦溝並非是在腦的成長過程中隨意形成，什麼形態出現在何處都完全有規律（其深度和彎曲度因人稍有差異）。每一條腦溝在解剖學上都有專有名稱（nomina anatomica）。腦溝與腦回的形態基本左右半球對稱，是對腦進行分葉和定位的重要標誌。比較重要的腦溝有外側溝 （lateral sulcus）起於半球下麵，行向後上方，至上外側面；中央溝 （central sulcus）起於半球上綠中點稍後方，斜向前下方，下端與外側溝隔一腦回，上端延伸至半球內側面；頂枕溝（parietooccipital sulcus）位於半球內側面後部，自下向上。在外側溝上方和中央溝以前的部分為額葉；外側溝以下的部分為顳葉；枕時位於半球後部，其前界在內側面為頂枕溝，在上外側面的界限是自頂枕溝至枕前切跡（在枕葉後端前方約4cm處）的連線；頂葉為外側溝上方、中央溝後方、枕葉以前的部分；島葉呈三角形島狀，位於外側溝深面，被額、頂、顳葉所掩蓋，與其他部分不同佈滿細小的淺溝（非腦溝）。

左右大腦半球有各自的稱為側腦室的腔隙。側腦室與間腦的第三腦室，以及小腦和延腦及腦橋之間的第四腦室之間有孔道連通。腦室中的脈絡叢產生腦的液體稱為腦脊液。腦脊液在各腦室與蛛網膜下腔之間循環，如果腦室的通道阻塞，腦室中的腦脊液積多，將形成腦積水。

廣義的大腦的腦神經有，端腦出發的嗅神經，間腦出發的視神經。

大腦的斷面分為白質與灰白質。端腦的灰白質是指表層的數釐米厚的稱為大腦皮質的一層，大腦皮質是神經細胞聚集的部分，具有六層的構造，含有複雜的迴路是思考等活動的中樞。相對大腦皮質白質又稱為大腦髓質。

間腦由丘腦與下丘腦構成。丘腦與大腦皮質，腦乾，小腦，脊髓等聯絡，負責感覺的中繼，控制運動等。下丘腦與保持身體恆常性，控制自律神經系統，感情等相關。