大脑主要分为两侧大脑半球、脑干、小脑以及在大脑和脑干之间的间脑。大脑半球的功能，是左右各一个，功能极其复杂，除了支配运动、感觉以外，还与认知、情感、行为、语言等高级神经活动有关。
大脑为神经系统最高级部分，由左、右两个大脑半球组成，两半球间有横行的神经纤维相联系。是控制运动、产生感觉及实现高级脑功能的高级神经中枢。人的大脑皮层最为发达，是思维的器官，主导机体内一切活动过程，并调节机体与周围环境的平衡，所以大脑皮层是高级神经活动的物质基础。
大脑皮质是大脑的表层，由灰质构成。大脑皮层被分为几个叶，额叶，高级认知功能，自主运动的控制；顶叶，躯体感觉，空间信息处理，视觉信息和体感信息的整合；颞叶，听觉嗅觉，高级视觉功能（例如物体识别），分辨左右，长期记忆；枕叶，视觉处理；边缘系统，奖励学习和情感处理。
大脑半球分为额叶，顶叶，枕叶，颞叶，岛叶共5个脑叶。其中颞叶前部主要与记忆，联想和比较等高级神经活动有关。颞叶内侧面中的海马是重要的结构，与记忆、精神行为以及内脏功能等有关。
大脑双侧功能分化不全指的就是大脑功能中后期发展出的联合区功能不成熟，造成前期早已形成的感觉区和运动区功能不完全。换句话说，大脑双侧分化不全时，即使身体感官已经接受到某种感觉刺激，但因为各区神经网络连结不足或组织受损，脑部各功能区仍然无法对感觉信息做出正确的辨别、整合、理解而后产生正确的认知，当然也无法及时发出适当的动作指令予以回应。
