ซีรีเบลลัมตั้งอยู่บริเวณด้านหลังเยื้องด้านล่างของศีรษะ (บริเวณสมองส่วนท้าย (rhombencephalon)) ด้านหลังของพอนส์ (pons) และด้านล่างกลีบท้ายทอย (occipital lobe) ของซีรีบรัม ซีรีเบลลัมประกอบด้วยเซลล์แกรนูล (granule cell) ขนาดเล็กๆ จำนวนมาก ส่วนนี้จึงมีเซลล์ประสาทมากกว่า 50% ของสมองทั้งหมด แต่มีปริมาตรเพียง 10% ของปริมาตรสมองรวม[3] ซีรีเบลลัมรับใยประสาทนำเข้ามากถึงประมาณ 200 ล้านใย ในขณะที่เส้นประสาทตา (optic nerve) ประกอบด้วยใยประสาทเพียงหนึ่งล้านใย

ซีรีเบลลัมแบ่งออกเป็นครึ่งซ้ายและขวาเช่นเดียวกับซีรีบรัม และแบ่งออกเป็นกลีบย่อยๆ 10 กลีบ การเรียงตัวของเซลล์ประสาทในซีรีเบลลัมมีลักษณะเป็นแบบเดียวกันทั้งหมด คือเชื่อมต่อเป็นชุดของวงจรในแนวตั้งฉาก การเรียงตัวเป็นแบบเดียวกันดังกล่าวทำให้ง่ายต่อการศึกษาวงจรประสาท

เซลล์ประสาทสองประเภทที่มีบทบาทโดดเด่นในวงจรสมองน้อยคือ เซลล์เปอร์กินเจ(Purkinje cells) และ เซลล์แกรนูล(granule cell) เซลล์เปอร์กินเจควบคุมการแสดงผลของซีรีเบลลัมโดยยับยั้งจากการยิงของนิวเคลียสลึก ความผิดปกติที่เกี่ยวข้องกับเซลล์เปอร์กินเจ มักจะมีผลเสียต่อการเคลื่อนไหวของผู้ป่วยได้ เซลล์แกรนูลคือหนึ่งในเซลล์ประสาทที่เล็กที่สุดในซีรีเบลลัม เซลล์แกรนูลรับเส้นประสาททั้งหมดจาก mossy fibre