Atšķirības vīriešu un sieviešu anatomijā un personībās ir labi zināmas visiem, taču tikai salīdzinoši nesen ir veikti pētījumi, kas liecina, ka pastāv būtiskas atšķirības arī starp vīriešu un sieviešu smadzenēm. Šīs atšķirības var būt diezgan izteiktas, un daudzos gadījumos tās veido iezīmes, kas parasti vairāk attiecas uz sievietēm nekā vīriešiem, un otrādi. Vīriešu un sieviešu smadzeņu struktūras un sistēmas būtībā ir līdzīgas, taču to darbības un integrācijas veidi var būt ļoti interesanti un pat pārsteidzoši.
Vispirms jāatzīmē, ka nevienā zinātniskā pētījumā nav konstatēta atšķirība vispārējā intelekta līmeņos starp dzimumiem. Tas, protams, nav mazs punkts, taču vīriešu un sieviešu smadzenes atšķiras pēc rakstura un salīdzinošajām priekšrocībām. Viena atšķirība, kas ir zināma jau labu laiku, ir tāda, ka vīriešu smadzenēs ir vidēji par aptuveni četriem procentiem lielāks šūnu skaits nekā vidējās sievietes smadzenēs, kā rezultātā tās sver par aptuveni 3.5 uncēm (100 g) vairāk. Sievietes smadzenēs, lai arī tajās ir nedaudz mazāk smadzeņu šūnu, ir arī lielāks savienojumu skaits starp šūnām. Šīs vispārējās atšķirības cita starpā var izskaidrot dažādos veidus, kā vīrieši un sievietes apstrādā valodu, novērtē objekta ātrumu un novērtē laika ritējumu.
Tas liecina par kaut ko tādu, ko lielākā daļa no mums zina no pieredzes, proti, ka vīrieši bieži izceļas ar uzdevumiem, kas prasa koncentrēšanos vietējās smadzeņu zonās, piemēram, matemātiku. No otras puses, sievietes parasti labāk asimilē un integrē informāciju tādiem lietojumiem kā verbāla izteiksme. Tas nav tikai izplatīts kultūras novērojums, jo tas tika atzīts par zinātniski pamatotu secinājumu Kalifornijas Universitātes Ērvinā 2004. gadā veiktajā pētījumā.
Vēl viena atšķirība starp vīriešu un sieviešu smadzenēm ir struktūras izmērs, ko sauc par korpusu. Faktiski šī ir lielceļš, kas savieno abas smadzeņu puslodes. Sievietēm kolozs parasti ir lielāks nekā vīriešiem. Tas nozīmē ātrāku datu pārraides ātrumu starp puslodēm, nodrošinot sievietēm lielāku piekļuvi abām pusēm, īpaši attiecībā uz valodu. Turpretim vīrieši mēdz būt vairāk “kreiso smadzeņu” jeb loģiskāki un analītiskāki nekā sievietes. Ir arī ierosināts, ka lielāks koloza izmērs sievietēm varētu būt atbildīgs par fenomenu, ko mēs saucam par “sieviešu intuīciju”.
Smadzeņu dziļā limbiskā sistēma ir vēl viena vieta, kur pastāv būtiskas atšķirības starp vīriešu un sieviešu smadzenēm. Šī sistēma sievietes smadzenēs ir lielāka nekā vīrieša smadzenēs, kas bieži vien ļauj sievietēm vairāk sazināties ar savām un citu jūtām. Tas arī palielina sievietes spēju veidot attiecības un rūpēties par citiem cilvēkiem, salīdzinot ar vīriešiem. Limbiskās sistēmas atšķirības, iespējams, ir atbildīgas par to, ka sievietes tiek uzskatītas par mazu bērnu primārajām aprūpētājām visās zināmajās kultūrās.