Merkezi sinir sistemi ve etrafındaki zarlar kemikle örtülmüştür. Beyin kafatası boşluğunda, medulla spinalis yani omurilik vertebral kanalda bulunur. Merkezi sistemi çevreleyen dıştan içe doğru incelen 3 zar vardır. Bunlar dura mater, araknoid ve pia mater zarlarıdır. Pia mater zarla araknoid zarın arasında, beyin omurilik sıvısının dolaştığı Subaraknoid boşluk bulunur. Dura mater kalın ve esnek olmayan bir yapıya sahip, kafa boşluğuna doğru iki uzantısı olan bir zardır. Uzantılardan tentorium cerebelli kafa boşluğunun üst ve alt olarak ikiye bölünmesini sağlar. Supratentoryal alanda serebral hemisferler, arka çukurda yani infratentoryal alanda da beyin sapı ve Serebellum bulunur. Falx cerebri  iki serebral hemisfer arasında bulunan dura mater uzantısıdır. 

Serebral hemisferlerde dış yüzeyinde beyinde fazla sayıda girinti ve çıkıntının olduğu görülür. Serebral hemisferler, orta kısmında falx cerebri ile ayrılan yarıkla ikiye ayrılır. Yarığın altında bağlantıyı sağlayan lif demetlerinden meydana gelmiş corpus callosum bulunur. Bu iki hemisferi birbirine bağlar. Her hemisfer dört loba ayrılmıştır. Bunlar kendilerini örten kemiklerin adıyla anılır. Serebral hemisferlerin içi incelendiğinde, beynin iç kısımlarına göre kırmızı kahverengi renkte olduğu görülebilir. Bu gri maddeden oluşmuş beyin korteksidir. Korteks 1,5-4,5 mm kalınlığında olabilir. Burada 10 milyarın üzerinde sinir hücresi bulunur. Korteks bölgesel farklılıklar gösterse de, 6 tabakadan oluşur. Korteksin altında bulunan beyaz maddenin içinde gri madde adacıkları olur. Bunlara gangliyon ya da bazal nüveler denilir.

Sinir sistemindeki sinir hücreleri nöron olarak tanımlanır. Bunlar sinir sisteminin parankimal hücreleridir. İmpuls iletimini gerçekleştirecek şekilde özelleşmişlerdir. Hücre gövdesi ve uzantılardan oluşur. Kısa uzantılar dentrit olarak tanımlanır. Nöronda bir ya da daha fazla sayıda dentrit bulunabilir. Bunlar hücre gövdesine en iyi şekilde iletimi sağlar. Nöronların akson denilen tek uzantısı da, sinir impulsını gövdeden perifere iletir. Aksonların boyu birkaç milimetreden, bir metreyi geçebilen boya sahiptir. Merkezi sinir sistemindeki diğer grup hücrelerde glia ya da nöroglia denilen hücrelerdir.  

Substantia alba içindeki gri maddede nöronların uzantıları bulunmaktadır. Bunlar sinir sisteminde impuls iletimini sağlarlar ve 3 gruba ayrılırlar. Beyin kesiti içinde nöral yapıların derinlerinde ventrikül denilen, epantim hücreleriyle örtülü boşluklar vardır. 4 tane ventrikül bulunmaktadır. 2 tanesi hemisferin içinde sağlı solu yerleşen yan ventriküllerdir.

Beyin sapı Serebellum önündedir. Beyin sapının içine giden motor ve çıkan duyu liflerinin yaptığı traktuslar ve kranyal sinir çekirdekleri yer alır. Beyin sapının en üstü mezensefalon bölümüdür. Pons beyin sapındaki en geniş alandır.

Sinir sistemi anatomisi oldukça karmaşık bir yapıdan oluşur. Beyinden başlayarak, omuriliğe kadar inen sinir sistemi milyarlarca sayıda nöronu kapsar. Sistemin işlevini gereği gibi yapması için, herhangi bir bozukluk olmaması gerekir. Nöronlarla iletimin sağlandığı sistemde idareci olan beyindir.