Các vùng liên kết là những vùng của vỏ não không chủ yếu liên quan đến cảm giác hoặc vận động. Chúng tích hợp thông tin từ nhiều nguồn khác nhau và hỗ trợ các chức năng tinh thần cao cấp tạo nên sự khác biệt trong nhận thức của con người.

Vùng vỏ não trước trán tham gia vào việc lập kế hoạch, ra quyết định, trí nhớ làm việc và hành vi xã hội. Tổn thương có thể không ảnh hưởng đến trí thông minh cơ bản nhưng lại tàn phá khả năng phán đoán và kiểm soát xung động. Vùng liên kết đỉnh đầu góp phần vào nhận thức không gian và sự tích hợp thông tin cảm giác; vùng liên kết thái dương rất quan trọng đối với nhận dạng đối tượng và trí nhớ ngữ nghĩa. Ngôn ngữ phụ thuộc vào một mạng lưới các vùng liên kết ở bán cầu não trái, điển hình bao gồm vùng Broca và Wernicke cùng các bó sợi thần kinh kết nối chúng.

Những vùng này phát triển không đồng đều trong quá trình tiến hóa của loài người. Chúng là những vùng cuối cùng được myelin hóa trong quá trình phát triển và vẫn giữ được tính dẻo dai suốt đời. Hoạt động của chúng ít phụ thuộc vào kích thích tức thời mà thiên về các mục tiêu nội tại, ký ức và các mối quan hệ trừu tượng.

Khi một người suy ngẫm, lên kế hoạch hoặc hiểu một ẩn dụ, các vùng liên tưởng sẽ được kích hoạt.