新鲜切开的脑组织呈现出两种截然不同的颜色。灰质主要由神经元胞体、树突、无髓鞘轴突以及它们之间的突触组成。它构成外层皮质，也出现在脊髓深部核团和中央核中。

由于突触集中于此，灰质是神经计算的主要场所。皮质灰质由不同细胞类型和连接方式的层组成。灰质的厚度和完整性会随着年龄的增长而变化，并在许多神经和精神疾病中发生改变；现代成像技术可以量化活体中的这些变化。

相比之下，白质包含连接远端灰质区域的长程髓鞘化轴突。这两个部分都至关重要，但灰质是大部分局部信息处理和可塑性发生的地方。一百多年来，人们一直使用能够突出显示细胞体的组织学染色方法来绘制灰质结构图。

灰质体积的减少通常与衰老和疾病引起的认知能力下降有关。