新鮮切開的腦組織呈現兩種截然不同的顏色。灰質主要由神經元胞體、樹突、無髓鞘軸突以及它們之間的突觸組成。它構成外層皮質，也出現在脊髓深層核團和中央核。

由於突觸集中於此，灰質是神經計算的主要場所。皮質灰質由不同細胞類型和連接方式的層組成。灰質的厚度和完整性會隨著年齡的增長而變化，並在許多神經和精神疾病中發生變化；現代成像技術可以量化活體中的這些變化。

相較之下，白質包含連接遠端灰質區域的長程髓鞘化軸突。這兩個部分都至關重要，但灰質是大部分局部訊息處理和可塑性發生的地方。一百多年來，人們一直使用能夠突出顯示細胞體的組織學染色方法來繪製灰質結構圖。

灰質體積的減少通常與老化和疾病引起的認知能力下降有關。