A frissen vágott fehérállomány halvány megjelenését a mielin adja, amely beborítja az axonjait. A fehérállomány elsősorban hosszú távú mielinizált rostokból áll, amelyek összekapcsolják a különböző kéregterületeket, összekötik a kérget a mélyebb magokkal és a gerincvelővel, valamint összekötik a két agyféltekét.

A főbb pályák közé tartozik a kérgestest, a belső kapszula és a számos asszociációs útvonal, amelyek az egyes agyféltekéken belül futnak. Mivel a mielin lehetővé teszi a gyors vezetést, a fehérállomány integritása elengedhetetlen az elosztott neurális hálózatok időben történő koordinációjához. A diffúziós MRI ma már lehetővé teszi ezen pályák vizualizálását és számszerűsítését az élő agyban.

A fehérállományt elsősorban megtámadó betegségek – szklerózis multiplex, leukodisztrófia, kisérbetegség – olyan hiányosságokat okoznak, amelyek a pályákat normálisan összekötő régiók szétkapcsolódását tükrözik. A fehérállomány életkorral összefüggő változásai szintén hozzájárulnak a kognitív lassuláshoz. A fehérállomány szerveződésének megértése ugyanolyan fontossá vált, mint a kérgi területek feltérképezése mind a normál működés, mind a neurológiai tünetek magyarázata szempontjából.

Egy kritikus traktusban lévő sérülés megzavarhatja a funkciót még akkor is, ha maguk a kérgi területek épek maradnak.