Beyin sapı, beyin ve beyincik hücrelerini omuriliğe bağlayan sap benzeri yapıdır. Evrimsel açıdan beynin en eski kısmıdır ve en temel yaşam fonksiyonları için hayati önem taşır.

Beyin sapı üç bölgeden oluşur: orta beyin, pons ve medulla oblongata. Bunlar birlikte kalp atış hızını, kan basıncını ve solunumu düzenler. Yüz, ağız ve gözleri kontrol eden çoğu kranial sinirin çekirdeklerini içerirler ve vücut ile üst beyin arasında duyusal ve motor bilgileri taşıyan çıkan ve inen yolları barındırırlar. Beyin sapındaki retiküler formasyon uyanıklığı ve uyku-uyanıklık döngülerini düzenler; hasar görmesi komaya neden olabilir.

Beyin sapı, kritik yollar ve çekirdeklerle yoğun bir şekilde dolu olduğundan, küçük lezyonlar bile yıkıcı olabilir. Aynı zamanda, kortekse kıyasla nispeten basit yapısı, üst düzey bilinç kaybı yaşandığında bile bazı otomatik işlevlerin devam edebileceği bir bölge olmasını sağlar.

Kalp atışı ve akciğerlerin bilinçli bir yönlendirme olmadan genişlemesi, beyin sapının sürekli ve göze batmayan işini yaptığı anlamına gelir.