El cerebro humano es el centro del sistema nervioso humano y es un órgano muy complejo. Encerrado en el cráneo, tiene la misma estructura general que los cerebros de otros mamíferos, pero es más de tres veces mayor que el cerebro de un mamífero con un tamaño corporal equivalente. La mayor parte de la expansión proviene de la corteza cerebral, una capa enrevesada de tejido neural que cubre la superficie del cerebro anterior. Los lóbulos frontales son los que más se han expandido, ya que participan en funciones ejecutivas como el autocontrol, la planificación, el razonamiento y el pensamiento abstracto. La parte del cerebro dedicada a la visión también está muy aumentada en los seres humanos.
La evolución del cerebro, desde los primeros mamíferos parecidos a las musarañas, pasando por los primates, hasta los homínidos, está marcada por un aumento constante de la encefalización, es decir, de la proporción entre el cerebro y el tamaño del cuerpo. Se calcula que el cerebro humano contiene entre 50.000 y 100.000 millones (1011) de neuronas, de las cuales unos 10.000 millones (1010) son células piramidales corticales. Estas células se transmiten señales entre sí a través de aproximadamente 100 billones (1014) de conexiones sinápticas.
A pesar de estar protegido por los gruesos huesos del cráneo, suspendido en el líquido cefalorraquídeo y aislado del torrente sanguíneo por la barrera hematoencefálica, la delicada naturaleza del cerebro humano lo hace susceptible de sufrir muchos tipos de daños y enfermedades. Las formas más comunes de daño físico son las lesiones craneales cerradas, como un golpe en la cabeza, un derrame cerebral o el envenenamiento por una amplia variedad de sustancias químicas que pueden actuar como neurotoxinas. La infección del cerebro es poco frecuente debido a las barreras que lo protegen, pero es muy grave cuando se produce. Más comunes son las enfermedades de base genética, como la enfermedad de Parkinson, la esclerosis múltiple y muchas otras. En general, se cree que una serie de afecciones psiquiátricas, como la esquizofrenia y la depresión, están causadas, al menos en parte, por disfunciones cerebrales, aunque no se conoce bien la naturaleza de dichas anomalías cerebrales.