大腦半球表面的一層灰質，平均厚度2～3毫米。皮層表面有許多凹陷的“溝”和隆起的“回”。成人大腦皮層的總面積，可達2200平方厘米。大腦皮層有140億左右的神經元，主要是錐體細胞、星狀細胞及梭形細胞。神經細胞分層排列，一般從淺至深分為6層：（1）分子層，細胞很少，但有許多與表面平行的神經纖維。（2）外顆粒層，主要由許多小的錐體細胞和星狀細胞組成。（3）錐體細胞層，主要為中型和小型的錐體細胞。（4）內顆粒層，由星狀細胞密集而成。（5）節細胞層，主要含中型及大型錐體細胞；在中央前回的錐體細胞特別大，它們的樹突頂端伸到第一層，粗長的軸突下行達腦干及脊髓，組成錐體束的主要成分。（6）多形細胞層，主要是梭形細胞。它們的軸突除一部分與第5層細胞的軸突組成傳出神經纖維下達腦干及脊髓外，一部分走到半球的同側或對側，構成聯系皮質各區的聯合纖維。從機能上看：大腦皮層（1）、（2）、（3）、（4）層主要接受神經沖動和聯絡有關神經，特別是從丘腦來的特定感覺纖維，直接進入第（4）層。第（5）、（6）層的錐體細胞和梭形細胞的軸突組成傳出纖維，下行到腦干與脊髓，并通過腦神經或脊神經將沖動傳到身體有關部位，調節各器官、系統的活動。這樣大腦皮層的結構不但具有反射通路的性質，而且是各種神經元之間的復雜的連鎖系統。由于聯系的復雜性和廣泛性，使皮層具有分析和綜合的能力，從而構成了人類思維活動的物質基礎。