中枢神経系は脳と脊髄で構成され、脳には12対の脳神経、脊髄には31対の脊髄神経があります。多数の神経細胞とその突起から成り立ち、これらの間を埋めているのは神経膠という特殊な組織です。発生学的には外胚葉から派生し、この外胚葉から形成される管が神経管となり、これが脳と脊髄の基礎となります。"脳"という言葉はしばしば中枢神経系全体を指すために使用されます。
神経細胞は、多数の短い樹状突起と1つの長い軸索という二つの種類の突起を持つ一つの神経細胞（その細胞が持つ全ての突起を含む）を指し、この神経細胞はニューロンとも呼ばれます。
中枢神経系は灰白質と白質に分けることができます。灰白質は神経細胞の細胞体とその突起の基部を多数含む部分を指し、白質は神経線維（軸索）から成る部分を指します。神経膠は、灰白質内や白質内にも存在します。