Smadzenes var iedalīt divos reģionos. Smadzeņu stumbrs ir smadzeņu daļa, kas stiepjas uz leju pret muguras smadzenēm. Smadzeņu puslodēs ir saburzīts smadzeņu ārējais slānis, ko sauc par smadzeņu garozu, un dažas dziļākas struktūras, tostarp bazālos ganglijus, hipokampu un amigdaloīdu kodolus.
Smadzeņu puslode galvenokārt sastāv no rievotas pelēkās vielas ar baltās vielas iekšējo slāni. Smadzeņu pelēkā viela satur neironu šūnu ķermeņus. Savukārt baltā viela ir balta, jo tajā ir mielinētie aksoni, kas stiepjas no neirona šūnas ķermeņa. Pelēkās vielas grumbu virsas tiek sauktas par giri, bet rievas – par spraugām vai plaisām. Centrālā vaga ir viena no redzamākajām rievām, kas atdala precentrālo un postcentrālo spārnu. Precentrālais giruss ir saistīts ar motoriskajām funkcijām, savukārt postcentrālais žiruss kontrolē sensoro ievadi.
Katru smadzeņu puslodi var iedalīt četrās daivās, katrai no tām ir atšķirīgas funkcijas. Priekšējā daiva, kas aptver zonu aiz pieres un galvas augšdaļas, ir saistīta ar plānošanu un kustību. Parietālā daiva, kas atrodas tieši aiz frontālās daivas, pārvalda sensoro informāciju. Pakauša daiva galvaskausa pamatnē ir saistīta ar redzi, un temporālā daiva, kas atrodas smadzeņu pusē aiz ausīm, pārvalda dzirdi.
Smadzeņu puslodes kontrolē ķermeņa kontralaterālās puses, kas nozīmē, ka labā smadzeņu puslode kontrolē ķermeņa kreiso pusi un otrādi. Piemēram, maņu informācija no labās rokas pāriet uz kreiso smadzeņu puslodi, kur tā tiek apstrādāta. Lai kustinātu labo roku, signālam jānāk no smadzeņu kreisās puses un atkal jāšķērso.
Liels nervu saišķis, ko sauc par corpus callosum, savieno kreiso un labo smadzeņu puslodi. Abas puslodes ne vienmēr ir precīzi simetriskas, un tās var būt nedaudz specializētas. Piemēram, Vernikas apgabals un Brokas apgabals, divas runas procesā iesaistītās smadzeņu daļas, atrodas kreisajā smadzeņu puslodē.
Smadzeņu pusložu dziļākās daļas ir arī būtiskas smadzeņu darbībai. Bazālie gangliji, kodolu kopums, kas cieši saistīti ar garozu, regulē motoru kustību. Hipokamps ir iesaistīts atmiņas uzglabāšanā un izguvē. Amigdaloīdie kodoli kontrolē emocionālās reakcijas, īpaši tādas emocijas kā dusmas un bailes.