Yeni kesilmiş beyaz maddenin soluk görünümü, aksonlarını saran miyelinden kaynaklanır. Beyaz madde, esas olarak farklı kortikal alanları birbirine bağlayan, korteksi derin çekirdeklere ve omuriliğe bağlayan ve iki yarım küreyi birbirine bağlayan uzun menzilli miyelinli liflerden oluşur.

Başlıca sinir yolları arasında korpus kallozum, iç kapsül ve her yarım küre içinde uzanan birçok bağlantı yolu bulunur. Miyelin hızlı iletimi sağladığı için, beyaz madde bütünlüğü, dağıtılmış sinir ağlarının zamanında koordinasyonu için hayati önem taşır. Difüzyon MRI artık bu sinir yollarının canlı beyinde görselleştirilmesini ve nicel olarak ölçülmesini mümkün kılmaktadır.

Beyaz maddeyi öncelikli olarak etkileyen hastalıklar (multipl skleroz, lökodistrofiler, küçük damar vasküler hastalığı) normalde sinir yollarının bağladığı bölgelerin kopmasına bağlı olarak ortaya çıkan bozukluklara neden olur. Beyaz maddedeki yaşa bağlı değişiklikler de bilişsel yavaşlamaya katkıda bulunur. Beyaz madde organizasyonunu anlamak, hem normal işlevi hem de nörolojik semptomları açıklamak için kortikal alanların haritalandırılması kadar önemli hale gelmiştir.

Kritik bir sinir yolundaki bir lezyon, kortikal alanların kendileri sağlam kalsa bile bir işlevi bozabilir.