Bien que les deux hémisphères cérébraux se ressemblent, ils ne sont pas fonctionnellement identiques. La latéralisation désigne la tendance d'un hémisphère à réaliser certaines fonctions cognitives ou perceptives plus efficacement que l'autre.

Le langage est l'exemple le mieux documenté : chez la grande majorité des droitiers, et chez beaucoup de gauchers, l'hémisphère gauche est dominant pour la production et la compréhension de la parole. Certains aspects de l'attention spatiale et du traitement des visages présentent une prédominance de l'hémisphère droit. La latéralisation est progressive plutôt qu'absolue ; les deux hémisphères contribuent généralement, mais l'un peut être prédominant.

Le degré de latéralisation peut être évalué par imagerie, par le test au sodium-amobarbital ou après une lésion unilatérale. Une lésion précoce peut parfois déplacer le langage vers l'hémisphère opposé, illustrant une plasticité résiduelle. La compréhension de la latéralisation permet de prédire les déficits après un AVC et oriente la planification neurochirurgicale à proximité du cortex éloquent.

• Spécialisation fonctionnelle dans un hémisphère
• Le plus prononcé pour la langue
• Noté plutôt qu'absolu
• Important pour la localisation clinique