กลีบสมอง (อังกฤษ: Lobes of the brain) เป็นส่วนหนึ่งของสมอง ในการแบ่งกลีบของสมองในระยะดั้งเดิม เป็นการแบ่งตามลักษณะทางกายวิภาค ซึ่งแสดงถึงความเกี่ยวข้องกับหน้าที่ที่ต่างๆ กันของสมอง เทเลนเซฟาลอน ซึ่งเป็นส่วนที่ใหญ่ที่สุดของสมองมนุษย์แบ่งออกได้เป็นกลีบต่างๆ เช่นเดียวกันกับสมองส่วนซีรีเบลลัม แต่หากไม่ระบุให้เจาะจงลงไป การแบ่งกลีบของสมองมักหมายถึงการแบ่งกลีบเฉพาะของซีรีบรัมเทเลนเซฟาลอนแบ่งออกได้เป็น 4 กลีบ ได้แก่นอกจากนี้ยังมีกลีบทั้งสี่หรือห้าของเทเลนเซฟาลอนแบ่งออกครึ่งหนึ่งเป็นครึ่งทรงกลม เรียกว่า ซีรีบรัล เฮมิสเฟียร์ข้างซ้ายและขวา (cerebral hemisphere) ครึ่งทรงกลมทั้งสองเชื่อมต่อกันด้วยโครงสร้างที่เรียกว่า คอร์ปัส คาโลซัม (corpus callosum) ทำให้สมองทั้งสองข้างสามารถส่งข้อมูลไปหากันและกันได้ สมองข้างซ้ายจะรับและส่งข้อมูลไปยังข้างขวาของร่างกาย และสมองข้างขวาจะทำหน้าที่เกี่ยวกับร่างกายซีกซ้าย