腦的一部分，是維持軀體平衡和運動協調的重要中樞部位。哺乳類的小腦位于顱后窩內，延髓和腦橋背面，并被大腦半球遮蓋。小腦形態上分為中間的蚓部和兩側膨大的小腦半球，也可分為絨球小結葉、前葉和后葉三部。小腦表面有大致平行的淺溝。小腦表層為灰質，稱小腦皮質，內部是白質和少數由灰質塊構成的神經核。由三對巨大的纖維束將小腦與髓、腦橋、中腦相連，并通過這些部位上與大腦聯系，下與脊髓聯系。從脊椎動物小腦的系統演化以及小腦的機能和纖維聯系來看，哺乳類的小腦可分為古小腦、舊小腦和新小腦三部。小腦的絨球小結葉屬古小腦部，功能是維持身體平衡，與魚類小腦的功能相當。切除猴的該部，其四肢隨意運動仍很協調，但身體平衡明顯障礙，只能靠墻而立，如強迫其行走，身體搖擺不定以致向一邊傾倒。小兒該部患腫瘤，最初癥狀是步態不平穩。小腦前葉和小部分后葉是舊小腦部，功能是調節軀干、四肢肌緊張。電流刺激法證明，小腦前葉不同部位調節軀體不同部分的肌緊張。這種調節作用有抑制性的，也有加強性的。鳥類和爬行類小腦的發展止于舊小腦。小腦調節肌緊張加強明顯而持久，頭頸后仰，尾部上翹，呈“角弓反張”狀。貓、狗去小腦后也呈伸肌緊張加強，但不久即漸減退而呈肌緊張過低，猿猴則伸肌緊張加強癥狀更輕。人類小腦損傷后僅表現為肌緊張降低。小腦半球的大部分為高等哺乳動物特有的新小腦部，是隨大腦皮層的發展而發展的。新小腦皮層可能將隨意運動肢體瞬間所處的位置信息，與從大腦皮層發生的到達運動目標的信息加以比較，及時校正運動肢體的活動，從而減少和糾正隨意運動過程中的偏移和誤差。因此新小腦的功能是協調隨意運動，使運動的速率、范圍、力量和方向等方面達到準確、適度和及時。小腦損害的病人，動作的開始和終止遲緩，說話緩慢不清，步行時舉步太高，在完成動作時抖動而把握不住動作方向，且不能進行像上臂內旋和外旋等拮抗肌快速轉換的動作等等，稱為隨意運動的“共濟失調”。觀察小腦損害所表現的各種癥狀是認識小腦功能的線索，也是診斷小腦病患的重要參考，具有一定的理論研究和臨床實踐價值。