Smegenys gali būti suskirstytos į dvi sritis. Smegenų kamienas yra smegenų dalis, besitęsianti žemyn link nugaros smegenų. Smegenų pusrutuliuose yra raukšlėtas išorinis smegenų sluoksnis, vadinamas smegenų žieve, ir keletas gilesnių struktūrų, įskaitant bazinius ganglijas, hipokampą ir migdoloidinius branduolius.
Smegenų pusrutulis daugiausia sudarytas iš vagotos pilkosios medžiagos su vidiniu baltosios medžiagos sluoksniu. Pilkojoje smegenų medžiagoje yra neuronų ląstelių kūnai. Kita vertus, baltoji medžiaga yra balta, nes joje yra mielinuotų aksonų, besitęsiančių iš neuronų ląstelės kūno. Pilkosios medžiagos raukšlių keteros vadinamos giriomis, o grioveliai – įdubomis arba įtrūkimais. Centrinė vaga yra viena iš ryškiausių griovelių, skiriančių priešcentrinį ir postcentrinį girią. Ikicentrinis giras yra susijęs su motorinėmis funkcijomis, o postcentralinis gyrus kontroliuoja jutimo įvestį.
Kiekvienas smegenų pusrutulis gali būti suskirstytas į keturias skiltis, kurių kiekviena atlieka skirtingas funkcijas. Priekinė skiltis, apimanti sritį už kaktos ir viršugalvio, yra susijusi su planavimu ir judėjimu. Parietalinė skiltis, esanti tiesiai už priekinės skilties, valdo jutiminę informaciją. Kaukolės pagrindo pakaušio skiltis yra susijusi su regėjimu, o laikinoji skiltis, esanti smegenų šone už ausų, valdo klausą.
Smegenų pusrutuliai valdo priešingas kūno puses, o tai reiškia, kad dešinysis smegenų pusrutulis kontroliuoja kairę kūno pusę ir atvirkščiai. Pavyzdžiui, jutiminė informacija iš dešinės rankos pereina į kairįjį smegenų pusrutulį, kur ji apdorojama. Norint pajudinti dešinę ranką, signalas turi ateiti iš kairės smegenų pusės ir vėl persikelti.
Didelis nervų pluoštas, vadinamas corpus callosum, jungia kairįjį ir dešinįjį smegenų pusrutulius. Du pusrutuliai ne visada yra tiksliai simetriški ir gali būti šiek tiek specializuoti. Pavyzdžiui, Wernicke sritis ir Brokos sritis, dvi smegenų dalys, dalyvaujančios kalboje, yra kairiajame smegenų pusrutulyje.
Gilesnės smegenų pusrutulių dalys taip pat yra labai svarbios smegenų veiklai. Baziniai ganglijos, branduolių, glaudžiai sujungtų su žieve, rinkinys, reguliuoja motorinį judėjimą. Hipokampas yra susijęs su atminties saugojimu ir atkūrimu. Migdoloidiniai branduoliai kontroliuoja emocines reakcijas, ypač tokias emocijas kaip pyktis ir baimė.