Das menschliche Gehirn ist das Zentrum des menschlichen Nervensystems und ein hochkomplexes Organ. Es ist im Schädel eingeschlossen und hat die gleiche allgemeine Struktur wie die Gehirne anderer Säugetiere, ist aber mehr als dreimal so groß wie das Gehirn eines Säugetiers mit gleicher Körpergröße. Der größte Teil der Ausdehnung stammt von der Großhirnrinde, einer gewundenen Schicht aus Nervengewebe, die die Oberfläche des Vorderhirns bedeckt. Besonders vergrößert sind die Frontallappen, die an exekutiven Funktionen wie Selbstkontrolle, Planung, logischem Denken und abstraktem Denken beteiligt sind. Der Teil des Gehirns, der für das Sehen zuständig ist, ist beim Menschen ebenfalls stark vergrößert.
Die Evolution des Gehirns, von den ersten spitzmausähnlichen Säugetieren über die Primaten bis hin zu den Hominiden, ist durch eine stetige Zunahme der Enzephalisierung oder des Verhältnisses von Gehirn zu Körpergröße gekennzeichnet. Man schätzt, dass das menschliche Gehirn 50-100 Milliarden (1011) Neuronen enthält, von denen etwa 10 Milliarden (1010) kortikale Pyramidenzellen sind. Diese Zellen leiten über etwa 100 Billionen (1014) synaptische Verbindungen Signale aneinander weiter.
Trotz der Tatsache, dass es durch die dicken Schädelknochen geschützt ist, in der Liquorflüssigkeit schwebt und durch die Blut-Hirn-Schranke vom Blutkreislauf isoliert ist, macht die empfindliche Natur des menschlichen Gehirns es anfällig für viele Arten von Schäden und Krankheiten. Die häufigsten physischen Schäden sind geschlossene Kopfverletzungen wie ein Schlag auf den Kopf, ein Schlaganfall oder eine Vergiftung durch eine Vielzahl von Chemikalien, die als Neurotoxine wirken können. Eine Infektion des Gehirns ist aufgrund der schützenden Barrieren selten, aber wenn sie auftritt, ist sie sehr ernst. Häufiger sind genetisch bedingte Krankheiten wie die Parkinsonsche Krankheit, Multiple Sklerose und viele andere. Bei einer Reihe von psychiatrischen Erkrankungen wie Schizophrenie und Depressionen geht man davon aus, dass sie zumindest teilweise durch Funktionsstörungen des Gehirns verursacht werden, auch wenn die Art dieser Anomalien des Gehirns noch nicht genau bekannt ist.