สมองมนุษย์มีลักษณะหลายประการที่ทั่วไปกับสมองของสัตว์มีกระดูกสันหลังทั้งหมด[295]และหลายอย่างก็ทั่วไปกับสมองของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมด้วย[296]ที่เด่นสุดก็คือเปลือกสมองที่มี 6 ชั้นและโครงสร้างที่สัมพันธ์กัน[297]รวมทั้ง ฮิปโปแคมปัสและอะมิกดะลา[298]แต่เปลือกสมองของมนุษย์โดยสัดส่วนก็จะใหญ่กว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่นหลายอย่าง[299]มนุษย์มีเปลือกสมองส่วนสัมพันธ์ โครงสร้างของประสาทสัมผัส และโครงสร้างของประสาทสั่งการ มากกว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยที่เล็กกว่า เช่นหนูและแมว[300]

โดยเป็นสมองของไพรเมต สมองมนุษย์มีขนาดเปลือกสมอง เมื่อเทียบสัดส่วนกับขนาดร่างกาย ที่ใหญ่กว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่น ๆ โดยมาก[298]และมีระบบการเห็นที่พัฒนาขึ้นเป็นอย่างดี[301][302]

โดยเป็นสมองของวงศ์ลิงใหญ่ สมองมนุษย์ใหญ่กว่ามากแม้เทียบกับสมองของลิงทั่วไปสมองมนุษย์ใหญ่ขึ้นเรื่อย ๆ ตามลำดับวิวัฒนาการของมนุษย์จาก Australopithecus (4 ล้านปีก่อน) จนมาเป็น Homo sapiens ในปัจจุบัน[303][304]เมื่อสมองใหญ่ขึ้น ขนาดและรูปร่างของกะโหลกศีกษะก็เปลี่ยนไปด้วย[305]จากการมีปริมาตรราว 600 ซีซีใน Homo habilis จนมากโดยเฉลี่ยราว 1,520 ซีซีใน Homo neanderthalensis[306]ความแตกต่างกันของดีเอ็นเอ การแสดงออกของยีน และปฏิสัมพันธ์ระหว่ายีนกับสิ่งแวดล้อม อาจช่วยอธิบายความแตกต่างระหว่างหน้าที่ของสมองมนุษย์กับของไพรเมตอื่น ๆ[307]

เปลือกสมองของนกและสัตว์เลื้อยคลานไม่มีรอยพับ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมีระดับการพับ (วัดค่าเป็น Gyrification index) ในสมองไม่เท่ากัน สัตว์ที่ใหญ่กว่ามักจะมีระดับสูงกว่า โลมามหาสมุทรสกุล Globicephala (Pilot whale) และโลมาปากขวดมีระดับสูงสุด มนุษย์มีระดับเดียวกันกับม้าแม้สมองมนุษย์จะใหญ่กว่า สัตว์ฟันแทะ (เช่นหนู) โดยมากมีระดับต่ำสุด คือเปลือกสมองโดยมากเรียบ[308]