任何动物都会感受外界环境的变化，并采取特定的反射行为，这种能力称为“反应”。动物的机体能随着天气的冷热变化作出相应的调节，以适应外界环境；骨骼和肌肉能在瞬间做出巧妙的应激动作，以应付外来的侵袭。这一切都是在动物机体神经系统的指挥下完成的。神经系统是众多有组织的神经细胞（神经元）的集合体，是调节动物体内各种器官活动以适应内、外环境变化的全部神经装置的总称，由脑、脊髓及它们所延伸出的神经组成。

脊椎动物和人的神经系统是地球上所有动物里最复杂的，可分为中枢神经系统和周围神经系统两部分，前者包括脑和脊髓，后者包括周围神经和神经节。神经系统的形成及其结构和功能的完善是低等无脊椎动物向高等脊椎动物长期进化的结果。

大脑又称端脑，是动物神经系统中最大也是最重要的一部分。在脊椎动物中，脑位于颅骨内，受颅骨保护；无脊椎动物的脑则简单得多，只是神经管头端薄壁的膨起部分而已。大脑由左右两半球组成，是控制运动、产生感觉及实现高级脑功能的神经中枢。人脑位于颅腔内，包括大脑、小脑和脑干三部分。

两栖类和爬行类动物的端脑略显发达，但小脑却不甚发达。在进化过程中，小脑及大脑的日益发达是和应付外界环境的运动功能的发展和辨别外部刺激的中枢功能的进步分不开的。例如，鸟类的小脑相对比较发达，而哺乳动物的大脑则更发达些，特别是灵长类动物，大脑的发达程度更高。其中，人类大脑皮质的高度发达使人类高居脑进化的巅峰位置。