脑干是连接大脑、小脑和脊髓的柄状结构。从进化角度来看，它是大脑最古老的部分，至今仍对最基本的生命功能至关重要。

脑干由三个区域组成：中脑、脑桥和延髓。它们共同调节心率、血压和呼吸。脑干内包含大部分脑神经的神经核，这些神经控制面部、口腔和眼睛；脑干内还包含连接身体和大脑上部的感觉和运动信息的上行和下行通路。脑干内的网状结构调节觉醒和睡眠-觉醒周期；网状结构受损可导致昏迷。

由于脑干内部密布着重要的神经通路和神经核团，即使是微小的损伤也可能造成毁灭性的后果。同时，与大脑皮层相比，脑干的结构相对简单，这使得即使高级意识丧失，某些自动功能也能继续进行。

当心脏跳动、肺部扩张而没有意识控制时，脑干就在进行着持续不断的、不引人注意的工作。