บทความนี้ใช้ระบบคริสต์ศักราช เพราะอ้างอิงคริสต์ศักราชและคริสต์ศตวรรษ หรืออย่างใดอย่างหนึ่งสมอง เป็นอวัยวะหลักของระบบประสาทมนุษย์ โดยจัดเป็นระบบประสาทกลางเมื่อรวมกับไขสันหลังสมองประกอบด้วยสมองใหญ่ ก้านสมอง และสมองน้อยเป็นศูนย์ควบคุมการทำงานของร่างกาย, การแปลผล รวบรวม และประสานข้อมูลที่ได้รับจากประสาทสัมผัส, และการตัดสินใจว่าจะสั่งให้ร่างกายทำการเช่นไรสมองอยู่ในกระดูกหุ้มสมองภายในศีรษะ ลอยอยู่ในน้ำหล่อสมองไขสันหลัง และแยกจากกระแสเลือดด้วยตัวกั้นระหว่างเลือดกับสมอง ซึ่งช่วยป้องกันมันจากอันตรายสมองใหญ่ (cerebrum) เป็นส่วนใหญ่สุดในสมองมนุษย์แบ่งออกเป็นสองซีกโดยมีเปลือกสมอง (cerebral cortex) เป็นเปลือกของเนื้อเทา (grey matter) ซึ่งปกคลุมแกนที่เป็นเนื้อขาว (white matter) อยู่เป็นเนื้อเยื่อประสาทหนาที่คลุมสมองส่วนใหญ่พับไปพับมาเพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวแต่ยังจุในปริมาตรกะโหลกเท่าที่มีได้ รูปแบบการพับเหมือนกันในแต่ละบุคคลแม้จะต่างกันบ้างเล็กน้อยเปลือกสมองสามารถแบ่งตามจำนวนชั้นประสาทออกเป็นคอร์เทกซ์ใหม่ (neocortex) และอัลโลคอร์เทกซ์ (allocortex) ที่เล็กกว่ามากคอร์เทกซ์ใหม่มีชั้น 6 ชั้น เทียบกับอัลโลคอร์เทกซ์ที่มีเพียง 3-4 ชั้นสมองใหญ่แต่ละซีกนิยมแบ่งออกเป็น 4 กลีบ คือ กลีบหน้า กลีบขมับ กลีบข้าง และกลีบท้ายทอยสมองกลีบหน้า (frontal lobe) มีหน้าที่ทาง executive functions รวมทั้งการควบคุมตนเอง[upper-alpha 2]การวางแผน การหาเหตุผล และการเฟ้นหานัยทางนามธรรม[upper-alpha 3]ส่วนสมองกลีบท้ายทอย (occipital lobe) มีหน้าที่โดยเฉพาะเกี่ยวกับการเห็นภายในสมองแต่ละกลีบ บริเวณต่าง ๆ จะสัมพันธ์กับหน้าที่โดยเฉพาะ ๆ เช่น บริเวณของประสาทสัมผัส ประสาทสั่งการ และประสาทสัมพันธ์แม้สมองซีกซ้ายขวาโดยรวมจะคล้ายกันทั้งโดยรูปร่างและหน้าที่ แต่หน้าที่บางอย่างก็อยู่ในซีกเดียวโดยมาก เช่น ภาษาในสมองซีกซ้าย และสมรรถภาพการแปรรูปในนานามิติ (visual-spatial ability)[upper-alpha 4]หรือมิติสัมพันธ์ในสมองซีกขวาซีกสมองจะเชื่อมกันผ่านลำเส้นใยประสาทเชื่อม (commissural nerve tracts) โดยที่ใหญ่สุดคือ คอร์ปัสคาโลซัมสมองใหญ่เชื่อมกับไขสันหลังด้วยก้านสมองซึ่งประกอบด้วยสมองส่วนกลาง พอนส์ และก้านสมองส่วนท้ายส่วนสมองน้อยเชื่อมกับก้านสมองด้วยลำเส้นใยประสาท cerebellar peduncle ซึ่งเป็นโครงสร้างเนื้อขาวมีรูปเหมือนก้าน (peduncle) โดยประกอบกันเป็นคู่ ๆ ภายในสมองใหญ่มีระบบโพรงสมอง ประกอบด้วยโพรงสมองที่เชื่อมต่อกัน 4 โพรง ซึ่งผลิตน้ำหล่อสมองไขสันหลัง (cerebrospinal fluid) ที่ไหลเวียนใต้เปลือกสมองมีโครงสร้างสำคัญหลายอย่างรวมทั้งทาลามัส, epithalamus, ต่อมไพเนียล, ไฮโปทาลามัส, ต่อมใต้สมอง, subthalamus, ระบบลิมบิกรวมทั้งอะมิกดะลาและฮิปโปแคมปัส, claustrum ซึ่งเป็นนิวเคลียสต่าง ๆ ของ basal ganglia, โครงสร้างต่าง ๆ ของ basal forebrain[upper-alpha 5] และ circumventricular organs[upper-alpha 6]3 อันเซลล์ที่อยู่ในสมองรวมเซลล์ประสาทและเซลล์สนับสนุนคือเซลล์เกลียมีเซลล์ประสาทกว่า 86,000 ล้านตัวในสมอง เกือบเท่ากับเซลล์ประเภทอื่น ๆ สมองทำงานได้เพราะเซลล์ประสาทเชื่อมต่อกันและหลั่งสารสื่อประสาทเป็นการตอบสนองต่อกระแสประสาทเซลล์ประสาทเชื่อมต่อกันเป็นวิถีประสาท วงจรประสาท (neural circuit) และระบบเครือข่ายประสาทขนาดใหญ่ (large scale brain networks)วงจรทั้งหมดทำงานผ่านกระบวนการสื่อประสาท/การส่งผ่านประสาท (neurotransmission)กะโหลกศีรษะเป็นตัวป้องกันสมอง ซึ่งลอยอยู่ในน้ำหล่อสมองไขสันหลัง และแยกออกจากระบบเลือดด้วยตัวกั้นระหว่างเลือดกับสมอง (blood-brain barrier)แต่สมองก็ยังอาจเสียหาย เกิดโรค และติดเชื้อได้ความเสียหายอาจมาจากการบาดเจ็บที่ศีรษะ หรือการขาดเลือดที่เรียกว่าโรคหลอดเลือดสมองสมองอาจเสื่อม เช่น เกิดโรคพาร์คินสัน เกิดภาวะสมองเสื่อมรวมทั้งโรคอัลไซเมอร์ และเกิดโรคปลอกประสาทเสื่อมแข็งโรคทางจิตเวชต่าง ๆ รวมทั้งโรคจิตเภทและโรคซึมเศร้าเชื่อว่า สัมพันธ์กับการทำงานผิดปกติของสมองสมองยังอาจเกิดเนื้องอกทั้งที่ไม่ร้ายและร้ายซึ่งมักจะแพร่กระจายมาจากส่วนอื่นของร่างกายสาขาที่ศึกษากายวิภาคของสมองก็คือประสาทกายวิภาคศาสตร์ ที่ศึกษาหน้าที่ก็คือประสาทวิทยาศาสตร์การศึกษาได้ใช้เทคนิคต่าง ๆเช่น ตัวอย่างในสัตว์อื่น ๆ ที่ส่องด้วยกล้องจุลทรรศน์ได้ให้ข้อมูลมากมายเทคโนโลยีการสร้างภาพทางการแพทย์ เช่น functional neuroimaging (การสร้างภาพประสาทโดยกิจ) และการบันทึกคลื่นไฟฟ้าสมอง (EEG) สำคัญในการศึกษาสมองประวัติคนไข้ที่สมองเสียหายได้ให้ความรู้เกี่ยวกับหน้าที่ของสมองแต่ละส่วนการวิจัยสมองได้เปลี่ยนไปตามเวลาเป็นระยะ ๆ โดยมีหลักปรัชญา วิธีการทดลอง และทฤษฎีที่ต่าง ๆ กันระยะต่อไปได้พยากรณ์ว่า จะเป็นการจำลองการทำงานของสมอง[10]ทางด้านวัฒนธรรมตะวันตก จิตปรัชญา (philosophy of mind) ได้พยายามอธิบายธรรมชาติของความรู้สึกตัว/การรับรู้/พิชาน (consciousness) และปัญหาจิต-กาย (mind-body problem)วิทยาศาสตร์เทียมจากคริสต์ศตวรรษที่ 19 คือ phrenology ได้พยายามระบุลักษณะบุคลิกภาพไปที่เปลือกสมองเขตต่าง ๆ นิยายวิทยาศาสตร์ปี 1942 คือ Donovan's Brain (สมองของนายดอนอวัน) ได้จินตนาการถึงสภาพที่เหมือนกับปลูกถ่ายสมองคัมภีร์อรรถกถาของพุทธศาสนาเถรวาทได้กล่าวถึงสมองไว้ในเรื่องประวัติของหมอชีวกโกมารภัจจ์และในเรื่องการปฏิบัติ