腦幹是連接大腦、小腦和脊髓的柄狀結構。從演化角度來看，它是大腦最古老的部分，至今仍對最基本的生命功能至關重要。

腦幹由三個區域組成：中腦、腦橋和延髓。它們共同調節心率、血壓和呼吸。腦幹內包含大部分腦神經的神經核，這些神經控制臉部、口腔和眼睛；腦幹內還包含連接身體和大腦上部的感覺和運動訊息的上行和下行路徑。腦幹內的網狀結構調節覺醒和睡眠-覺醒週期；網狀結構受損可導致昏迷。

由於腦幹內部密佈著重要的神經通路和神經核團，即使是微小的損傷也可能造成毀滅性的後果。同時，與大腦皮質相比，腦幹的結構相對簡單，這使得即使高階意識喪失，某些自動功能也能持續進行。

當心臟跳動、肺部擴張而沒有意識控制時，腦幹就正在進行持續不斷的、不引人注意的工作。