Sebagai bagian dari sistem saraf pusat, materi abu-abu terbuat dari badan sel, khususnya badan sel neuron, neurofil, sel glial, dan dendrit. Tidak seperti materi putih, jenis materi otak ini ditemukan di area otak yang melibatkan kontrol otot. Ini juga ditemukan di antara area otak yang mengontrol persepsi seseorang, seperti bagaimana sesuatu dilihat atau didengar atau pembentukan ingatan. Bicara dan emosi sebagian besar dipengaruhi oleh materi abu-abu juga.
Materi abu-abu terletak di beberapa area otak. Ini dapat ditemukan pada permukaan korteks serebral dan otak kecil. Jenis materi ini juga ditemukan jauh di dalam otak besar. Di tengah sumsum tulang belakang, materi abu-abu dan putih dapat ditemukan, tetapi abu-abu lebih dominan.
Fungsi utama materi abu-abu adalah untuk membawa informasi sensorik yang berasal dari sel materi abu-abu dan organ sensorik. Informasi ini kemudian diteruskan ke area otak yang memproses informasi sensorik. Kecerdasan dan keterampilan sering dikaitkan dengan materi otak ini, terutama karena mencakup begitu banyak bagian otak. Selain itu, penelitian telah menunjukkan bahwa setiap orang memiliki jumlah dan kepadatan yang berbeda dari materi otak ini, sering kali menunjukkan konsentrasi yang lebih tinggi di area yang terkait dengan aspek intelektual atau penguasaan keterampilan tertentu.
Studi sebelumnya menunjukkan bahwa ukuran otak seseorang tidak ada hubungannya dengan tingkat kecerdasan. Sementara otak berukuran lebih besar hadir pada subjek dengan hasil intelligence quotient (IQ) yang lebih tinggi, peningkatan IQ tidak cukup signifikan. Penelitian yang lebih baru menunjukkan bahwa tes IQ dapat mengaktifkan beberapa area materi abu-abu di otak. Ini berarti bahwa meskipun seseorang mungkin menunjukkan kekuatan dan kelemahan dalam bidang kecerdasan tertentu, baik kekuatan maupun kelemahan berasal dari gabungan volume dan tingkat aktivitas melalui pola materi individual di seluruh otak.
Meskipun konsentrasi materi abu-abu yang lebih besar dapat menunjukkan kecerdasan dan keterampilan, konsentrasi dan kekurangan yang kecil dapat menyebabkan masalah. Dengan orang tua, misalnya, penelitian telah menunjukkan bahwa memori jangka pendek terpengaruh karena volume materi abu-abu berkurang seiring bertambahnya usia. Studi juga menunjukkan bahwa perbedaan volume materi abu-abu juga dapat dikaitkan dengan gangguan psikologis tertentu, seperti gangguan bipolar. Untuk beberapa gangguan psikologis, bukti menunjukkan pasien mungkin memiliki defisiensi materi abu-abu di wilayah lobus parietal kiri. Keparahan dan durasi, bagaimanapun, sering ditentukan oleh volume materi di bagian gyrus frontal kanan otak.