Большие полушария — наиболее развитый, крупный и функционально значимый отдел головного мозга. Отделы полушарий головного мозга прикрывают собой все остальные части головного мозга человека. Большие полушария покрыты корой, центральная часть которой состоит из белого вещества и подкорковых ядер, последние состоят из серого вещества — нейронов. Складки коры значительно увеличивают ее поверхность. Клетки коры больших полушарий менее специализированы, чем нейроны других отделов мозга, но определенные их группы анатомически и физиологически связаны с теми или иными специализированными отделами головного мозга. Микроскопическое строение коры головного мозга различно в определенных отделах. В основном кора головного мозга состоит из 6 слоев. Первый слой — зональный, второй — наружный зернистый, третий — пирамидальный, четвертый — внутренний зернистый, пятый слой — это слой больших пирамидальных клеток, и наконец, шестой слой, который отличается от других слоев своей полиморфностью. На некоторых участках коры головного мозга эта шестислойность может отсутствовать. Такие отклонения в слоях группируются по двум вариантам. Так, при первом варианте отсутствуют наружный и внутренний зернистые слои за счет распространения в них пирамидальных клеток, а при втором варианте клетки-зерна вытесняют пирамидальные клетки из третьего и пятого слоев. Крупные клетки третьего, пятого и шестого слоев составляют большинство нервных клеток (до 8 млрд). Морфологические различия коры мозга позволяют выделить отдельные корковые цитоархитектонические поля. Описано 52 цитоархитектонических поля, расположенных в 11 областях коры полушарий. Так, например, в постцентральной области расположены 1, 2, 3, 43 поля, в прецентральной — 4 и 6 поля, в лобной области — с 8 по 12 и с 44 по 47 поля, височная область включает в себя 20–22, 36–38, 41, 42, 52 поля, затылочная область — 17–19, область гипокампа — 27, 28, 34, 35, 48 поля и т. д.
В больших полушариях находятся центры речи, памяти, мышления, слуха, зрения, кожно-мышечной чувствительности, вкуса и обоняния, движения. Деятельность каждого органа находится под контролем коры. Каждое из полушарий имеет три поверхности: наиболее выпуклую верхнелатеральную; плоскую медиальную, обращенную к противоположному полушарию; имеющую сложный рельеф, соответствующий внутреннему основанию черепа. Определенные группы корковых клеток более тесно связаны и анатомически и функционально с теми или иными специализированными отделами нервной системы. Морфологическая и функциональная неоднозначность различных участков коры позволяет говорить о корковых центрах зрения, слуха, осязания и т. д., которые имеют определенную локализацию. Из 6 слоев клеток коры верхние слои развиты у человека наиболее мощно по сравнению с аналогичными слоями у животных и формируются в онтогенезе значительно позже нижних слоев.