뇌의 대부분을 차지하는 기관(器官). 큰골이라고도 한다. 고등 동물일수록 발달되어 있으며, 사람의 대뇌는 뇌의 5부분 중에서 가장 크고 무게는 1kg이 넘는다.

대뇌는 대뇌 반구(大腦半球)라고도 하며, 대뇌 반구는 깊은 골에 의해 좌우의 반구로 나누어져 있고, 겉면에는 표면적을 넓게 하기 위하여 많은 주름이 잡혀 있다. 내부에는 좁은 틈이 있는데, 이것을 뇌실(腦室)이라고 한다. 뇌실 아랫부분은 척수의 중심에 있는 관에 이어지고, 그 속에 뇌척수액이 들어 있다.

대뇌를 잘라 보면 표면 가까운 부분에 신경 세포가 많이 모여 있고 회색을 띠고 있는데, 이 부분을 회백질이라고 한다. 이에 대하여 내부는 신경 섬유만으로 되어 있기 때문에 희게 보이므로 백질이라고 한다. 회백질을 대뇌 피질(大腦皮質)이라고도 하며, 대뇌의 작용은 대부분 여기에서 이루어진다.

대뇌는 ① 여러 가지 지각이나 감각, ② 의지나 본능에 의한 운동, ③ 감정, 기억, 사고 등의 중요한 정신 활동을 맡고 있으며, 그것이 대뇌 피질의 어느 부분에서 이루어지는가는 정해져 있다.

위의 세 가지 기능 중에서 정신 활동, 손을 써서 일을 하거나 얼굴의 표정을 짓는 일 이외에 다른 동물이 할 수 없는 운동, 그림이나 글자를 보고 그 뜻을 아는 일 따위의 기능은 대뇌 피질 중에서도 신피질(新皮質)이 맡고 있다.

여기에 대해서 오래 된 피질, 곧 고피질(古皮質)은 쾌감, 노여움, 불안, 두려움 따위의 감정이나 본능적인 운동, 내장의 감각, 아픔과 냄새 등의 감각을 맡고 있다.

하등 척추동물에서는 대뇌 피질의 대부분을 고피질이 차지하고 있으나, 사람의 경우는 고피질이 대뇌의 밑바닥이나 안쪽에 눌려 있다.