Das zentrale Nervensystem (ZNS) umfasst das Gehirn und das Rückenmark. Es steuert und reguliert über das periphere Nervensyste m (PNS) und vegetative Nervensystem die Funktion der Organe und ermöglicht einen koordinierten Bewegungsablauf der Skelettmuskulatur.

Das Gehirn (Cerebrum) ist eines der komplexesten Organe im menschlichen Körper. Es liegt geschützt im Schädelknochen und wird von den Hirnhäuten umgeben. Von Schädelknochen bis zum Gehirn unterscheidet man die drei Hirnhäute: die harte Hirnhaut (Dura mater), die Spinnwebenhaut (Arachnoidea) und die weiche Hirnhaut (Pia mater). Bestehend aus zwei Hirnhälften (Hemisphären), umfasst das Gehirn diverse Hirnstrukturen wie das Großhirn (Cerebrum), das Mittelhirn (Mesencephalon), das Zwischenhirn (Diencephalon), das Kleinhirn (Cerebellum) und das verlängerte Mark (Medulla oblongata). Von außen betrachtet sieht man aber nur einen kleinen Teil der Hirnstrukturen. Sichtbar sind lediglich das Groß- und Kleinhirn, die Brücke (Pons) und die Medulla oblongata.

Wie in Abbildungsteil A zu sehen, ist das Großhirn mit enormen Furchen (Sulci) durchzogen, die zusammen mit den aufgeworfenen Gehirnwindungen (Gyri), die Oberfläche des Gehirns und somit die Anzahl an Neuronen stark vergrößern. In der Mitte teilt die Fissura longitudinalis das Gehirn in die rechte und linke Hemisphäre, die im Gehirninneren durch die Kommissurenbahnen des Balkens (Corpus callosum) miteinander verbunden sind. Weitere Fissuren und Furchen unterteilen das Gehirn in die unterschiedlichen Großhirnlappen (Lobi). Die Zentralfurche (Sulcus centralis) trennt dabei den Stirnlappen (Frontallappen oder Lobus frontalis) von dem Scheitellappen (Parietallappen oder Lobus parietalis) und die Seitenfurche (Sulcus lateralis) den Scheitellappen vom Schläfenlappen (Temporallappen oder Lobus temporalis). Der Hinterhauptslappen (Occipitallappen oder Lobus occipitalis) wird durch die Scheitelhinterhauptfurche (Sulcus parietooccipitalis) abgegrenzt.

Im Querschnitt unterteilt man das Großhirn zudem in die Großhirnrinde (Cortex, graue Substanz, Substantia grisea), die dazugehörigen Leitungsbahnen (weiße Substanz, Substantia alba) und die tiefliegenden Kernen, die von der weißen Substanz umgeben sind. Die graue Substanz ist eine etwa 4 mm dicke Schicht aus Neuronen, deren myelinisierte Axone in das Hirninnere ziehen und die weiße Substanz bilden. Die Bezeichnung „graue Substanz“ stammt dabei aus der Histologie, wo die Fixierung mit Formalin zu einer Graufärbung der Perikarya (Zellkörper der Neuronen) führt. Umgangs­sprachlich bezeichnet man die Gehirnzellen nicht ohne Grund als „graue Zellen“. Im Rückenmark liegt im Gegensatz dazu die graue Substanz im Zentrum und bildet im Querschnitt das charakteristische Hinter- und Vorderhorn. Sie wird vollständig von der weißen Substanz umgeben, die ebenfalls aus myelinisierten Axonen besteht, die in die Peripherie projizieren (Abbildungsteil B).