A frissen metszett agyszövet két különböző színt mutat. A szürkeállomány főként neuronális sejttestekből, dendritekből, mielinhüvely nélküli axonokból és a közöttük lévő szinapszisokból áll. Ez alkotja a külső kéreglemezt, és megjelenik a mélyebb magokban és a gerincvelő központi magjában is.

Mivel a szinapszisok itt koncentrálódnak, a szürkeállomány az idegi számítások elsődleges helyszíne. A kérgi szürkeállomány rétegekbe szerveződik, amelyek sejttípusokban és kapcsolatokban különböznek. A szürkeállomány vastagsága és integritása az élettartam során változik, és számos neurológiai és pszichiátriai állapotban megváltozik; a modern képalkotás számszerűsíti ezeket a változásokat élő emberekben.

Ezzel szemben a fehérállomány tartalmazza a hosszú távú mielinizált axonokat, amelyek összekötik a távoli szürkeállományi régiókat. Mindkét rekesz elengedhetetlen, mégis a szürkeállományban történik a legtöbb lokális feldolgozás és plaszticitás. A sejttesteket kiemelő szövettani festékeket több mint egy évszázada használják a szürkeállomány architektúrájának feltérképezésére.

A szürkeállomány csökkenése gyakran összefügg az öregedés és a betegségek okozta kognitív hanyatlással.