新鮮切開的白質呈蒼白，這是由於包裹其軸突的髓鞘所致。白質主要由長程有髓纖維組成，這些纖維連接不同的皮質區域，將皮質與深層核團和脊髓連接起來，並將兩個半球相互連接。

主要神經束包括胼胝體、內囊以及貫穿每個半球的眾多聯絡路徑。由於髓鞘能夠促進快速傳導，因此白質的完整性對於分散式神經網路的及時協調至關重要。擴散磁振造影技術現在能夠對活體大腦中的這些神經束進行可視化和量化分析。

一些優先侵襲白質的疾病——例如多發性硬化症、腦白質營養不良和小血管疾病——會導致功能障礙，反映出正常連接區域的神經通路斷裂。白質的年齡相關性改變也會導致認知功能減退。因此，了解白質的結構對於解釋正常功能和神經系統症狀的重要性，與繪製皮質區域圖譜不相上下。

即使皮層區域本身完好無損，關鍵神經束的損傷也會擾亂其功能。