Мозочок (cerebellum) є вищим центром рівноваги і координації рухів тіла, який забезпечує підтримання тонусу м'язів. Мозочок складається із двох півкуль, на поверхні яких лежить сіра речовина (кора мозочка), а в глибині - біла речовина та підкоркові ядра. Маса мозочка людини становить 120-150 г, об'єм близько 160 см³. Площа поверхні кори досягає 850 см², що відповідає 50 % площі кори великого мозку. Завдяки наявності поверхневих звивин і чергування сірої та білої речовини на сагітальному розрізі мозочка утворюється характерний малюнок, так зване дерево життя.

Кора мозочка має тришарову будову і включає молекулярний, гангліонарний та зернистий шари. Молекулярний шар найбільш поверхневий, утворений тілами кошикових і зірчастих клітин. Кошикові клітини називаються так через властивість посилати численні відростки до клітин гангліонарного шару, навколо перикаріонів яких зі сплетень колатералей аксонів кошикових клітин формуються характерні утвори, так звані кошики мозочка. Аксони кошикових клітин мають горизонтальний (тангенціальний) напрям і завжди йдуть упоперек закрутки над грушоподібними клітинами. Зірчасті клітини молекулярного шару бувають дрібні й великі. Відростки дрібних клітин контактують з дендритами і тілами великих грушоподібних клітин гангліонарного шару. Нейроцити молекулярного шару кори мозочка забезпечують асоціативну функцію, здійснюючи гальмівний вплив на клітини гангліонарного шару.

Другий, гангліонарний, шар мозочка утворений одним рядом великих нейронів грушоподібної форми - грушоподібних нейронів, або клітин Пуркіньє. Розміри їх 35x60 мкм. Від звуженої верхівки цих клітин у молекулярний шар відходять 2-3 дендрити, які мають радіальний напрямок й утворюють численні розгалуження. На зрізі кори мозочка, зробленому за ходом закрутки, дендрити грушоподібних клітин дають характерний малюнок кипариса. На зрізі, що проходить перпендикулярно до ходу закрутки, дендрити клітин Пуркіньє формують численні кущоподібні розгалуження. Від розширеної основи грушоподібних нейронів відходять аксони, які закінчуються на клітинах підкоркових ядер мозочка. Аксони клітин Пуркіньє формують еферентні шляхи мозочка. Численні колатералі аксонів грушоподібних нейронів утворюють синапси з сусідніми клітинами Пуркіньє.

Зернистий шар є найглибшим шаром кори мозочка, який безпосередньо прилягає до білої речовини. У зернистому шарі містяться кілька різновидів нейроцитів: клітини-зерна, зірчасті нейрони (клітини Гольджі II типу), горизонтальні і веретеноподібні клітини. До кори мозочка збуджувальні аферентні впливи надходять по мохоподібних і ліаноподібних волокнах. Дендрити клітин-зерен, утворюючи синапси з мохоподібними волокнами, формують так звані клубочки мозочка. Аксони клітин-зерен проходять у молекулярний шар і там розгалужуються на дві гілки, що йдуть паралельно поверхні за ходом закруток мозочка (так звані паралельні волокна), утворюючи численні синапси з дендритами грушоподібних, кошикових і зірчастих нейронів. Таким чином, по аксонах клітин-зерен збуджувальні впливи від мохоподібних волокон передаються багатьом грушоподібним клітинам. Закінчення дендритів клітин-зерен утворюють характерні розгалуження, що за формою нагадують лапки птаха. У ділянках клубочків мозочка є також значна кількість синапсів між дендритами клітин-зерен та аксонами зірчастих клітин з короткими аксонами. Ліаноподібні волокна закінчуються на клітинах Пуркіньє.

Збуджувальні впливи, що надходять до мозочка по мохоподібних волокнах, реалізуються за участю клітин-зерен і клубочків мозочка. Гальмівну дію здійснюють кошикові клітини, зірчасті клітини молекулярного і зернистого шарів, причому збудження зірчастих нейроцитів може блокувати імпульси, що надходять до мозочка по мохоподібних волокнах. Довгоаксонні зірчасті клітини, ймо­вірно, забезпечують зв'язок між різними ділянками кори мозочка.

Грушоподібні нейроцити - основна функціональна ланка кори мозочка, на забезпечення нормальної діяльності якої спрямована активність усіх інших клітинних елементів кори, аферентних мохоподібних і ліаноподібних волокон. Лише аксони грушоподібних нейроцитів виходять із кори мозочка і реалізують регуляторний вплив мозочка на організм. Підраховано, що загальна кількість цих клітин у мозочку людини становить близько 15 мільйонів. У глибині білої речовини локалізовані підкоркові ядра мозочка - зубчасте, коркоподібне, кулясте, ядро шатра, до яких надходять імпульси по аксонах грушоподібних клітин і які, таким чином, виконують функцію перемикачів.