Smegenėlės yra viena iš mažesnių smegenų dalių, tačiau jos atlieka svarbų vaidmenį daugelyje skirtingų psichinių ir fizinių procesų. Ši smegenų dalis yra daugiausia atsakinga už tam tikrų judėjimo tipų valdymą, bet ne tiesiogiai jų inicijavimą. Gebėjimas išlaikyti pusiausvyrą ir padėti išlaikyti laikyseną yra viena iš svarbiausių smegenėlių funkcijų. Kai kurios jo dalys taip pat yra atsakingos už daugybę kitų nervinių procesų arba juose dalyvauja. Tai apima mokymąsi ir susijusias pažinimo funkcijas, taip pat dėmesį ir atsaką į kai kuriuos aplinkos dirgiklius.
Struktūriškai smegenėlės primena antrines smegenis, pritvirtintas prie smegenų pagrindo. Vienas plačiai priimtas mąstymo apie smegenis būdas įsivaizduoja, kad tai yra tam tikras lygiagretus apdorojimo įrenginys, kuris atlieka tam tikras pagrindines užduotis, tačiau gana linijiškai ir pavaldžiai. Šią smegenų dalį sudaro daugybė nervų segmentų, kurie visi turi pagrindinę konfigūraciją. Kiekvienas segmentas priima daug įvairių įvesties, procesų, kurie įveda kruopščiai ir sudėtingai, o tada perduoda gana paprastą išvestį. Šio tipo skaičiavimas ir apdorojimas palengvina pusiau savarankišką daugelio įprastų, bet esminių užduočių tvarkymą.
Viena iš smegenėlių funkcijų, patenkančių į šią kategoriją, yra susijusi su pusiausvyra. Žmogaus kūnas turi nuolat atlikti daugybę nedidelių koregavimų, kad išliktų vertikaliai. Jas didžiąja dalimi tvarko dalis smegenėlių, kurios apdoroja pusiausvyrą be aktyvių minčių.
Efektyviai ir saugiai perkelti žmogaus kūną taip pat yra labai sudėtinga užduotis. Kita smegenėlių funkcija yra padėti judėjimo procese. Smegenėlės nepradeda judesių, bet tarnauja kaip tam tikras asistentas, kad judėjimas vyktų sklandžiau, kai jį inicijuoja kitos smegenų dalys.
Judėjimo procesas apima nuolatinį dėmesį į esamą kūno padėtį ir jo judėjimo kryptį. Sveikos smegenėlės leidžia atlikti lygius ir tiesius raumenų judesius. Pažeistas sukelia nepatogius ir trūkčiojančius judesius, kai aukštesnės smegenys bando nukreipti judėjimą, o tai netinkama užduotis.
Kitos smegenėlių funkcijos linkusios pasinaudoti savo gebėjimu rūšiuoti ir apdoroti tam tikros rūšies informaciją, o tada siųsti išvestį į smegenų ar nervų sistemos sritis, kur ši informacija yra naudinga. Smegenėlės dalyvauja kelių tipų mokyme ir atrodo ypač svarbios mokantis, kai reikia šiek tiek pakoreguoti judesio modelius. Papildomos smegenėlių funkcijos yra duomenų perdavimas į tokias sritis kaip virškinimo sistema arba akys, reaguojant į aplinkos dirgiklius ar kitus nervinius atsakus.