Ośrodki nerwowe dla szeregu czynności odruchowych są skupione w mózgu.
Główne ośrodki wegetatywne znajdują się w rdzeniu przedłużonym, który kontroluje czynności takie jak: żucia, ssanie, wymioty, połykanie, kaszel, kichanie, ruchy oddechowe, mruganie powiek, wydzielanie potu, rozszerzanie naczyń krwionośnych, regulację czynności serca oraz regulację przemiany materii.
Ośrodki w mózgu są czynne przez całe życie bez przerwy. Jedne występują automatycznie, a inne są pobudzany poprzez zmiany, które zachodzą pod wpływem impulsów z komórek nerwowych.
W dolnej części dołu równoległobocznego rdzenia przedłużonego leży ośrodek oddechowy. Jego uszkodzenie prowadzi do zaprzestania ruchów oddechowych i śmierci z uduszenia. Ośrodek regulacji czynności serca pracuje poprzez hamowanie akcji tego narządu. Może pracować automatycznie poprzez zmianę składu krwi lub odruchowo poprzez pobudzenie nerwu błędnego. Ośrodek naczynioruchowy, pobudzany automatycznie, rozszerza naczynia krwionośne.
W rdzeniu przedłużonym znajdują się także ośrodki, które mają wpływ na orientację w przestrzeni. Bodźce dośrodkowe dochodzą do niego przez nerw VIII oraz nerwy czuciowe z mięśni.
Ośrodki znajdują się także w korze mózgu. Są one związane z określonymi czynnościami.
Ośrodki ruchowe są położone w pasmie kory, który tworzy zakręt przedśrodkowy. Znajdują się tam komórki piramidalne, czyli komórki olbrzymie. Aksony tych komórek docierają przez śródmózgowie i most do rdzenia przedłużonego, gdzie tworzą drowi piramidowe.
W zakręcie zaśrodkowym kory mózgu znajdują się ośrodki czuciowe. Odbierają one bodźce chłodu, ciepła, dotyku oraz informacje o ruchach mięśniowych. Do płatów skroniowych docierają wrażenia słuchowe. Ośrodek słuchu można zlokalizować w zakręcie środkowym górnym. Zniszczenie tylnej okolicy tego zakrętu powoduje afazję słuchową. Chory słyszy mowę, ale nic z niej nie rozumie. W płatach skroniowych znajdują się także ośrodki pamięci.
W płacie potylicznym znajduje się ośrodek wzroku. Bodźce z prawych połówek siatkówek docierają do pola wzrokowego prawej półkuli. Tak samo jest ze stroną przeciwną. Uszkodzenie ośrodka wzroku po jednej stronie mózgu powoduje ubytek pola widzenia w odpowiednich połówkach siatkówek.
W okolicach przedczołowych znajdują się ośrodki wyższych czynności mózgu. Są one związane z intelektem czy inteligencją. Okolice te mogą być także odpowiedzialne za zapamiętywanie informacji.
Niesymetrycznie w korze mózgowej są umieszczone ośrodki mózgu. W praworęcznych są one zlokalizowane w lewej półkuli, a u leworęcznych - w prawej. Ośrodek czuciowy (słuchowy) mowy znajduje się w tylnej części zakrętu skroniowego górnego. Ośrodek ruchowy mowy leży w tylnej części zakrętu czołowego dolnego. W płacie ciemieniowym znajduje się ośrodek czytania, a w tylnej części środkowego zakrętu czołowego - ośrodek pisania.