大脑半球表面的一层灰质，平均厚度2～3毫米。皮层表面有许多凹陷的“沟”和隆起的“回”。成人大脑皮层的总面积，可达2200平方厘米。大脑皮层有140亿左右的神经元，主要是锥体细胞、星状细胞及梭形细胞。神经细胞分层排列，一般从浅至深分为6层：（1）分子层，细胞很少，但有许多与表面平行的神经纤维。（2）外颗粒层，主要由许多小的锥体细胞和星状细胞组成。（3）锥体细胞层，主要为中型和小型的锥体细胞。（4）内颗粒层，由星状细胞密集而成。（5）节细胞层，主要含中型及大型锥体细胞；在中央前回的锥体细胞特别大，它们的树突顶端伸到第一层，粗长的轴突下行达脑干及脊髓，组成锥体束的主要成分。（6）多形细胞层，主要是梭形细胞。它们的轴突除一部分与第5层细胞的轴突组成传出神经纤维下达脑干及脊髓外，一部分走到半球的同侧或对侧，构成联系皮质各区的联合纤维。从机能上看：大脑皮层（1）、（2）、（3）、（4）层主要接受神经冲动和联络有关神经，特别是从丘脑来的特定感觉纤维，直接进入第（4）层。第（5）、（6）层的锥体细胞和梭形细胞的轴突组成传出纤维，下行到脑干与脊髓，并通过脑神经或脊神经将冲动传到身体有关部位，调节各器官、系统的活动。这样大脑皮层的结构不但具有反射通路的性质，而且是各种神经元之间的复杂的连锁系统。由于联系的复杂性和广泛性，使皮层具有分析和综合的能力，从而构成了人类思维活动的物质基础。