Batang otak adalah struktur seperti tangkai yang menghubungkan serebrum dan serebelum ke sumsum tulang belakang. Secara evolusi, batang otak merupakan bagian otak tertua dan tetap penting untuk fungsi kehidupan yang paling mendasar.

Tiga bagian membentuk batang otak: otak tengah, pons, dan medula oblongata. Bersama-sama, ketiganya mengatur detak jantung, tekanan darah, dan pernapasan. Ketiganya mengandung inti dari sebagian besar saraf kranial, yang mengontrol wajah, mulut, dan mata, serta menampung jalur naik dan turun yang membawa informasi sensorik dan motorik antara tubuh dan otak bagian atas. Formasi retikular di dalam batang otak memodulasi rangsangan dan siklus tidur-bangun; kerusakan pada formasi ini dapat menyebabkan koma.

Karena batang otak dipenuhi dengan jalur dan inti penting, bahkan lesi kecil pun dapat berakibat fatal. Pada saat yang sama, kesederhanaannya dibandingkan dengan korteks menjadikannya wilayah di mana fungsi otomatis tertentu dapat terus berlanjut bahkan ketika kesadaran tingkat tinggi hilang.

Saat jantung berdetak dan paru-paru mengembang tanpa perintah sadar, batang otak melakukan pekerjaannya secara terus-menerus dan tanpa disadari.