Η παρεγκεφαλίδα είναι ο «μικρός εγκέφαλος» που βρίσκεται κάτω από τους ινιακούς λοβούς στο πίσω μέρος του κρανίου. Παρά το μέτριο μέγεθός της, περιέχει περισσότερους νευρώνες από τον υπόλοιπο εγκέφαλο μαζί, διατεταγμένους σε ένα εξαιρετικά κανονικό κύκλωμα.

Ο κλασικός ρόλος του είναι ο συντονισμός των εκούσιων κινήσεων, η διατήρηση της στάσης και της ισορροπίας, και η εξομάλυνση της κινητικής απόδοσης. Η βλάβη προκαλεί αταξία - ασταθές βάδισμα, τρόμο πρόθεσης και δυσκολία με γρήγορες εναλλασσόμενες κινήσεις - χωρίς παράλυση. Η παρεγκεφαλίδα συμμετέχει επίσης στην κινητική μάθηση. Βοηθά το νευρικό σύστημα να προσαρμόζει τις κινήσεις με βάση την ανατροφοδότηση σφάλματος. Πιο πρόσφατα στοιχεία την εμπλέκουν και σε ορισμένες γνωστικές και συναισθηματικές λειτουργίες, αν και ο κινητικός ρόλος παραμένει πρωταρχικός.

Οι αισθητηριακές πληροφορίες σχετικά με τη θέση του σώματος και την πρόοδο των συνεχιζόμενων κινήσεων ρέουν στην παρεγκεφαλίδα, η οποία συγκρίνει την επιδιωκόμενη ενέργεια με το πραγματικό αποτέλεσμα και εκπέμπει διορθωτικά σήματα. Η διαδικασία είναι σε μεγάλο βαθμό ασυνείδητη. Όταν τα δάχτυλα ενός πιανίστα προσγειώνονται με ακρίβεια στα πλήκτρα ή όταν κάποιος που περπατάει συνέρχεται από ένα σκοντάφτισμα, η παρεγκεφαλίδα έχει πραγματοποιήσει τη συνεχή βαθμονόμησή της.

Η χαριτωμένη, έγκαιρη κίνηση είναι η χαρακτηριστική συμβολή της παρεγκεφαλίδας.