小脑cerebellum占据颅后窝的大部分，其上面平坦，贴近由硬脑膜形成的小脑幕（见后），下面的中部凹陷，两侧呈半球形隆起，凸面依托在颅后窝底。小脑中部比较狭窄的部分，称为蚓 vermis；两侧膨大的部分则为半球 hemispheres。小脑在前方籍三对小脑脚与脑干背面相连接，起于脊髓和下橄榄核的小脑下脚位于中脚内侧（其与中脚的边界不易区分）；小脑上脚主要由小脑的传出纤维构成，呈薄板状，位置靠前，左右上脚之间有上髓帆。下髓帆自小脑向下连接第四脑室脉络组织。
小脑总体积约占整脑的10%，然而其所含的神经元数量却超过全脑神经元总数的一半以上。大量的神经元胞体集中于小脑的表层，形成小脑皮质cerebellar cortex，皮质表面可见许多大致平行的横沟，将小脑分成许多横行的薄片，称为叶片folia。小脑的白质破皮质包裹称髓体medullary center，髓体内还埋有灰质核团，称为小脑核cerebellar nu－clei或中央核central nulclei。小脑核是小脑向外发出传出纤维的部位，由三组成对核团所组成：顶核fastigial nucleus位于第四脑室顶的上方；其外侧有中间核illterposed byckei， 在人类，中间核可分为球状核globosenucleus和栓状核 emboliform nucle-us；中间核的外侧为形如袋状、体积也最大的齿状核 dentate nucleus。
尽管接受大量的感觉信息，小脑的功能主要与运动控制有关，即维持人体平衡并协调骨胳肌的运动。小脑的损伤不会引起随意运动的丧失（瘫痪），但可表现有平衡失常以及肌张力特别是运动协调的障碍。随着脊椎动物的进化，小脑体积增大，在人类达到高峰。这与高等动物特别是人能从事精密细致的复杂运动有关
