大脑是所有脊椎动物和大多数无脊椎动物神经系统的中心，地球上的绝大多数动物的大脑位于头部，通常靠近感觉器官，例如视觉、听觉等感官。大脑是脊椎动物体内最复杂的器官。

上图：黑猩猩的大脑

人类的大脑是人类神经系统的中枢器官，它与小脑、脑干、脊髓构成中枢神经系统相连共同完成神经功能，控制着人类身体的大部分活动、处理、整合和协调从感觉器官接收的信息，并决定发送给身体其他部分的指令。[新知 ·小宇堂—未经许可，不得 ]

在人类大脑中，大脑皮层包含大约140-16亿个神经元，而小脑也有55-70亿个神经元，而每个神经元会与数千个其他神经元相连接，这使得神经之间的连接数成为了人体中能够达到宇宙数量级的器官结构单元（其潜在的连接可能性有可能比全宇宙的原子数都还多）。这些神经元通过称为轴突的细长原生质纤维相互沟通，这些纤维将电信号脉冲序列传导到大脑的远端或靶向身体中的特定受体细胞。

现在科学家们已经相当详细地了解了脑细胞运作情况，但它们在数百万个集合中的合作方式尚未得到解析。最近的现代神经科学模型将大脑视为一种生物计算机，其机制与电子计算机截然不同，但在某种意义上它的工作模式即是从周围世界获取信息，存储信息并以各种方式处理信息，在这一点上与电子计算机是殊途同归的。