Le cerveau humain a plusieurs parties, et chacune a une coloration distincte. La surface du cortex est souvent appelée matière grise pour la distinguer des nerfs gainés de myéline en dessous, qui sont un blanc beaucoup plus lumineux.
Les noyaux gris centraux des neurones contiennent un pigment spécial, appelé neuromélanine, qui les colore en noir. Ces zones sont appelées substantia nigra, ou « matière noire », en latin. Le cerveau est également fortement vascularisé avec des réseaux élaborés de vaisseaux sanguins alimentant chaque partie de celui-ci. Le sang dans ces vaisseaux confère une teinte rougeâtre ou rose à la plupart des tissus vivants du cerveau.