Smadzenes ir saprāta, domu un instinktu centrs lielākajai daļai augstāko radījumu, tostarp cilvēkiem. Cilvēkiem galvenās smadzeņu struktūras ir smadzenītes, smadzenītes un smadzeņu stumbrs. Katrs no tiem sastāv no mazākiem orgāniem un struktūrām, kas uztur dažādas garīgās un fiziskās funkcijas. Visas smadzeņu struktūras sastāv no nervu šūnām jeb neironiem, kas mijiedarbojas ar lielu efektivitāti, apstrādājot sensoro ievadi un veicot atbilstošas reakcijas sekundes daļās.
Smadzenes ir centrālās nervu sistēmas paplašinājums, neironu tīkls, kas pastāv visā cilvēka ķermenī. Šie neironi pārraida sensoros datus un muskuļu komandas uz smadzenēm un no tām caur muguras smadzenēm, kas atrodas aizsargājošajā mugurkaulā vai mugurkaulā. Muguras smadzeņu augšdaļā smadzeņu stumbrs veido pašu smadzeņu pamatni. Tāpat kā daudzas smadzeņu struktūras, smadzeņu stumbrs regulē noteiktas ķermeņa funkcijas, šajā gadījumā piespiedu darbības, piemēram, elpošanu, asinsriti un miegu. Smadzeņu stumbrs ietver citas smadzeņu struktūras, tostarp tiltu un iegarenās smadzenes.
Tieši aiz smadzeņu stumbra atrodas smadzenītes, kas koordinē kustību un orientāciju, apstrādājot informāciju no ausīm un citiem maņu orgāniem. Tieši virs smadzenītēm un smadzeņu stumbra atrodas bazālie gangliji, kas pazīstami arī kā limbiskā sistēma. Šīs smadzeņu struktūras, tostarp astes kodols, putamen un globus pallidus, arī regulē motorās funkcijas. Hipokamps un amigdala, kas ir iesaistīti pamata emocionālajā reakcijā un atmiņā, arī ir daļa no limbiskās sistēmas.
Smadzeņu centrālā struktūra ir smadzenes; tās ārējais slānis ir smadzeņu garoza, ko sauc arī par neokorteksu. Tāpat kā citas smadzeņu struktūras, smadzeņu garoza sastāv no neironiem. Konservētās smadzenēs neironi ir pelēki, tāpēc smadzenes bieži sauc par pelēko vielu. Smadzenēs miljoniem neironu sazinās viens ar otru, izmantojot savienojumus, ko sauc par sinapsēm, uzturot augstākas smadzeņu funkcijas, piemēram, runu, atmiņu un sarežģītu problēmu risināšanu.
Smadzeņu garoza ir sadalīta labajā un kreisajā puslodē; katrs kontrolē dažādus garīgos un fiziskos procesus. Zem šī ārējā slāņa tā sauktā baltā viela sastāv no aksoniem, kas ir smadzeņu neironu ķermeņi, kas sazinās. Šī baltā viela satur smadzeņu struktūras, piemēram, talāmu un hipotalāmu, kas nodarbojas ar vienkāršākām funkcijām, piemēram, sāpēm, apetīti un hormonālo reakciju. Smadzeņu garozas baltajā un pelēkajā zonā dažādas smadzeņu struktūras apstrādā informāciju, pieņem lēmumus un uzsāk darbības. Smadzenes jebkurā sekundē var koordinēt miljoniem šādu mijiedarbību.