ในสัตว์ที่สูงขึ้นรวมถึงมนุษย์สมองและระบบประสาทมีการเชื่อมต่อทางร่างกาย พวกเขาทั้งสองประกอบด้วยเซลล์พิเศษที่เรียกว่าเซลล์ประสาทหรือเซลล์ประสาท ในทางเทคนิคสมองเป็นส่วนหนึ่งของระบบประสาทพร้อมกับไขสันหลังและเซลล์ประสาทส่วนบุคคลที่กระจายไปทั่วร่างกาย อย่างไรก็ตามในการแพทย์และชีววิทยาสมองและระบบประสาทมักถูกพิจารณาว่าเป็นอวัยวะที่แยกออกจากกัน อวัยวะเหล่านี้ร่วมกันรับผิดชอบต่อความคิดความรู้สึกและการตอบสนองต่อสิ่งเร้าภายนอก
สมองและระบบประสาททำจากเซลล์ประสาททั้งหมด ซึ่งแตกต่างจากเซลล์อื่น ๆ ที่มีขนาดเล็กด้วยกล้องจุลทรรศน์เซลล์ประสาทส่วนบุคคลอาจยาวถึง 3 ฟุต (1 เมตร) ในมนุษย์ ในสัตว์ที่มีขนาดใหญ่ขึ้น ในยีราฟตัวอย่างเช่นเซลล์ประสาทเดี่ยวสามารถเข้าถึง 15 ฟุต (5 เมตร) ในร่างกายเซลล์ประสาทยืดไปยังแขนขาทั้งหมดให้ความรู้สึกเจ็บปวดและสัมผัส ในสมองเซลล์ประสาทนับพันล้านถูกจัดกลุ่มอย่างแน่นหนาในเครือข่ายที่ซับซ้อนซึ่งมีความสามารถในกระบวนการขั้นสูง
เซลล์ประสาทใช้สัญญาณทางเคมีและไฟฟ้าเพื่อสื่อสารระหว่างกันและกับเซลล์อื่น ๆ สัญญาณเหล่านี้ถ่ายทอดด้วยความเร็วสูงมากผ่านสมองและระบบประสาท ยกตัวอย่างเช่นหากบุคคลหนึ่งสั่นนิ้วเท้าเซลล์ประสาทที่เท้าจะลงทะเบียนความเจ็บปวดโดยอัตโนมัติเช่นเดียวกับความรู้สึกอื่น ๆ เช่นหยุดเคลื่อนไหวกะทันหันและรูปร่างทั่วไปของวัตถุที่ถูกกระแทก ความรู้สึกทั้งหมดเหล่านี้ถ่ายทอดเซลล์ประสาทในขาถึงไขสันหลังและจากนั้นไปยังสมองโดยปกติจะใช้เวลาน้อยกว่าหนึ่งวินาที ในทางกลับกันสมองก็นำการตอบสนองโดยสัญชาตญาณเช่นการถอนเท้าออกจากวัตถุที่ทำให้บาดเจ็บเช่นเดียวกับการตอบสนองโดยสมัครใจเช่นความเจ็บปวด
ทั้งสมองและระบบประสาทประกอบด้วยเซลล์ประสาท แต่ในสมองเซลล์เหล่านี้มีโครงสร้างที่ซับซ้อนอย่างไม่น่าเชื่อและมีหน้าที่พิเศษ แอกซอนร่างกายของเซลล์ประสาทที่สื่อสารกันก่อตัวเป็นเครือข่ายอันกว้างขวางในแกนกลางของสมองบางครั้งเรียกว่าสสารสีขาว การสื่อสารผ่านการเชื่อมต่อที่เรียกว่า synapses แอกซอนและเซลล์ประสาทควบคุมความคิดอารมณ์และการทำงานของสมองอื่น ๆ ทั้งหมดโดยสมัครใจหรืออย่างอื่น ในสมองของมนุษย์ตัวเลขเหล่านี้จะวนอยู่ในล้านล้านและสามารถประมวลผลฟังก์ชั่นนับล้านในวินาทีใดก็ตาม
สมองและไขสันหลังเข้าด้วยกันเรียกว่าระบบประสาทส่วนกลางเพราะพวกมันมีหน้าที่ประมวลผลการทำงานของเส้นประสาทส่วนใหญ่ ไขสันหลังและเซลล์ประสาทที่เชื่อมต่อกันทั่วร่างกายเรียกว่าระบบประสาทซึ่งอาจรวมถึงสมองหรือไม่ก็ได้ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับจุดสนใจของการศึกษา ในเรื่องนี้ความสัมพันธ์ระหว่างสมองและระบบประสาทเป็นหนึ่งในกิจกรรมที่คงที่และเชื่อมโยงถึงกัน กิจกรรมนี้มีความรับผิดชอบต่อกิจกรรมทั้งหมดของสิ่งมีชีวิตและแน่นอนสำหรับการทำงานที่เป็นชีวิต
