เนื้อขาวเป็นเนื้อเยื่อที่เป็นทางการสื่อสารระหว่างเขตต่าง ๆ ของเนื้อเทาในระบบประสาทโดยใช้เครือข่ายคอมพิวเตอร์เป็นตัวอุปมา เนื้อเทาก็จะเป็นคอมพิวเตอร์ในขณะที่เนื้อขาวจะเป็นสายเคเบิลที่เชื่อมคอมพิวเตอร์ต่าง ๆ เข้าด้วยกันเนื้อขาวมีสีขาวก็เพราะไขมัน (ของปลอกไมอิลิน) ที่หุ้มใยประสาท (แอกซอน) ของเซลล์ประสาทไว้ใยประสาทแบบยาวเกือบทั้งหมดจะมีปลอกไมอิลิน ซึ่งทำหน้าที่เป็นฉนวนซึ่งเป็นสิ่งที่สำคัญเพราะว่า ทำให้ส่งข้อมูลระหว่างจุดต่าง ๆ ได้เร็ว

ในเนื้อขาว มีลำเส้นใยประสาท (tract หรือมัดแอกซอน) 3 ประเภท ที่เชื่อมส่วนหนึ่งของสมองไปยังอีกส่วนหนึ่ง และไปยังไขสันหลัง คือ

• ลำเส้นใยประสาทที่วิ่งในแนวตั้งระหว่างสมองระดับสูงกับระดับที่ต่ำกว่า และกับศูนย์ประสาทในไขสันหลัง และส่งข้อมูลระหว่างซีรีบรัมกับส่วนของร่างกายที่เหลือ เช่นลำเส้นใยประสาทเปลือกสมอง-ไขสันหลัง (cortico-spinal) ที่ส่งสัญญาณสั่งการ (motor) จากซีรีบรัมไปยังก้านสมองและไขสันหลัง. ลำเส้นใยประสาทอื่นส่งสัญญาณจากไขสันหลังขึ้นไปทางเปลือกสมอง (cerebral cortex)และในส่วนเหนือก้านสมอง ใยประสาทเหล่านั้นมีรูปเป็นแผ่นกว้างและหนา เป็นส่วนที่เรียกว่า internal capsule อยู่ระหว่างทาลามัสกับปมประสาทฐาน (basal nuclei) และหลังจากนั้นจึงแผ่ขยายออกไปมีรูปคล้ายกับพัดส่งแอกซอนออกไปในเขตต่าง ๆ ของคอร์เทกซ์

สมองด้านใน (median) แบ่งตามระนาบซ้ายขวา (sagittal) ส่วนหน้าของศีรษะอยู่ด้านซ้าย Corpus callosum เห็นที่ส่วนกลาง มีสีเทาอ่อน ส่วนที่เรียกว่า genu และ rostrum อยู่ตรงกลางด้านซ้าย ส่วนที่เรียกว่า splenium อยู่ตรงกลางด้านขวา. ใยประสาทแนวเชื่อมอื่นที่เห็นได้ในรูป คือ posterior commissure ใต้ splenium และ anterior commissure ด้านขวาของ rostrum

• (ดูรูป) ใยประสาทแนวเชื่อมจะข้ามจากซีกสมองหนึ่งไปยังอีกซีกสมองหนึ่งผ่านสะพานที่เรียกว่า แนวเชื่อม[1] (commissure) ใยประสาทแนวเชื่อมโดยมากข้ามผ่าน corpus callosum ซึ่งเป็นแนวเชื่อมที่ใหญ่ที่สุด แต่ก็ยังมีใยประสาทบางส่วนที่ข้ามผ่าน "แนวเชื่อมด้านหน้า" (anterior commissure) และ "แนวเชื่อมด้านหลัง" (posterior commissure) ใยประสาทแนวเชื่อมเหล่านี้ทำให้ซีรีบรัมด้านซ้ายและขวาสามารถสื่อสารกันได้
• ใยประสาทสัมพันธ์ (Association tract) เชื่อมเขตต่าง ๆ ในซีกสมองเดียวกัน ใยประสาทสัมพันธ์ขนาดยาวเชื่อมกลีบสมองต่าง ๆ ที่อยู่ในซีกสมองเดียวกันเข้าด้วยกัน ในขณะที่ใยประสาทสัมพันธ์ขนาดสั้นเชื่อมรอยนูน (gyrus) ต่าง ๆ ที่อยู่ในกลีบสมองเดียวกัน บทบาทอย่างหนึ่งของใยประสาทสัมพันธ์ก็คือ เชื่อมศูนย์การรับรู้ (perception) เข้ากับศูนย์ความจำ (memory) ในสมอง[7]

โดยทั่ว ๆ ไป สมอง (โดยเฉพาะของเด็ก) สามารถปรับตัวให้เข้ากับความเสียหายที่เกิดขึ้นที่เนื้อขาวโดยหาทางประสาทอื่นเพื่อเลี่ยงทางที่เกิดความเสียหายในเนื้อขาวและดังนั้น จึงสามารถรักษาความเชื่อมต่อกันระหว่างเขตต่าง ๆ ของเนื้อเทาได้เป็นอย่างดี[ต้องการอ้างอิง]

โดยที่ไม่เหมือนเนื้อเทา ซึ่งถึงระดับการพัฒนาสูงสุดในช่วงอายุ 20-30 ปีเนื้อขาวจะมีการพัฒนาต่อไปเรื่อย ๆ และจะถึงระดับการพัฒนาสูงสุดในช่วงอายุวัยกลางคน (Sowell et al., 2003) แต่ว่า ก็ได้มีการทักท้วงประเด็นนี้ในหลายปีที่ผ่านมา

ในปี ค.ศ. 2009 บทความที่เขียนโดยแจน สโคล์ซ และคณะ[8] ใช้การสร้างภาพแบบ Diffusion tensor imaging[9][10] เพื่อจะแสดงความเปลี่ยนแปลงปริมาตรของเนื้อขาวซึ่งเป็นผลจากการเรียนรู้ทักษะการเคลื่อนไหวใหม่ (เช่น การโยนและรับลูกบอลหรือสิ่งของอย่างต่อเนื่อง)งานวิจัยนี้สำคัญโดยเป็นงานแรกที่แสดงสหสัมพันธ์ของการเรียนรู้ทักษะการเคลื่อนไหว (motor learning) กับความเปลี่ยนแปลงในเนื้อขาวเพราะก่อนหน้านี้ นักวิจัยจำนวนมากเชื่อว่าการเรียนรู้แบบนี้มีการสื่อโดยความเปลี่ยนแปลงของเด็นไดรต์เท่านั้น ซึ่งไม่มีในเนื้อขาวผู้ทำงานวิจัยเสนอว่า ระดับการทำงานของกระแสไฟฟ้าในแอกซอนอาจจะเปลี่ยนการสร้างปลอกไมอิลินที่หุ้มแอกซอน แต่ว่า ความเปลี่ยนแปลงของตัวแอกซอนเองเช่นการขยายขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง หรือความเปลี่ยนแปลงความหนาแน่น ก็อาจจะเป็นเหตุได้เหมือนกัน[11]