脊椎动物的大脑是中枢神经系统的主要部分。脊椎动物(和大多数其他动物)的大脑位于前部,在头部。它受到头骨的保护,靠近视觉、听觉、平衡、味觉和嗅觉等主要感官。当动物向前移动时,它的感官会收集周围环境的数据,这些数据直接进入大脑。

大脑是极其复杂的。大脑通过激活肌肉或使激素神经递质等化学物质的分泌来控制身体的其他器官。肌肉的作用可以对环境的变化做出快速而协调的反应;激素和自主神经系统使身体的变化较慢。它也是人类和动物身体的一部分。一个成年人类的大脑重量约为1300-1400克。

在脊椎动物中,脊髓本身可以引起反射反应以及简单的运动,如游泳或行走。然而,复杂的行为控制需要一个集中的大脑。

所有脊椎动物的大脑结构基本相同。同时,在进化过程中,脊椎动物的大脑也发生了变化,变得更加有效。在所谓的"低等"动物中,大部分或全部的大脑结构是遗传的,因此它们的行为大多是本能的。在哺乳动物中,特别是在人类中,大脑在生活中通过学习得到进一步发展。这样做的好处是帮助它们更好地适应环境。学习能力在大脑皮层中表现得最为突出。