Otak reptil, menurut teori klasik ilmu otak, memiliki struktur yang sesuai dengan otak mamalia, termasuk manusia. Menurut teori “otak tritunggal”, otak reptil, yang berkaitan dengan naluri dan kelangsungan hidup, berkembang pertama kali dalam sejarah evolusi. Makhluk seperti mamalia mengembangkan struktur otak yang lebih rumit di atas dasar otak reptil, memungkinkan pemikiran, emosi, dan kesadaran diri. Studi otak sejak itu menunjukkan bahwa teori otak tritunggal paling disederhanakan; Namun, tetap populer dengan media dan masyarakat umum.
Selama tahun 1960-an, penelitian ahli saraf dan dokter Paul D. MacLean ke dalam struktur otak mengungkapkan bahwa ganglia basal, sekelompok struktur di dasar otak manusia, menyerupai otak kadal dan reptil lainnya. Ini, ditambah dengan pengetahuan bahwa ganglia basal sangat terlibat dalam fungsi motorik, membuat MacLean percaya bahwa perkembangan otak berhubungan dengan perkembangan evolusioner. Reptil berkembang pertama kali dalam sejarah evolusi, diikuti oleh mamalia dan kemudian manusia, jadi dia beralasan bahwa otak juga dapat dibagi menjadi beberapa bagian berdasarkan kompleksitas perkembangan.
Dalam teori MacLean, ganglia basal, yang disebutnya otak reptil, mengendalikan naluri dasar seperti agresi dan teritorial, perilaku yang dapat diamati pada reptil dan mamalia, termasuk manusia. Struktur otak perantara, yang disebutnya “sistem limbik,” mengontrol fungsi yang lebih tinggi yang diperlukan untuk membesarkan anak-anak tetapi tidak diperlukan pada reptil, yang umumnya bertelur daripada melahirkan dan membesarkan anak-anak hidup. Neokorteks, yang hanya ditemukan pada mamalia tingkat tinggi, memungkinkan perkembangan bahasa, penalaran, dan pemikiran sadar pada manusia.
Penemuan-penemuan selanjutnya dalam ilmu otak dan hewan telah menunjukkan bahwa teori otak tritunggal bukanlah model yang tepat. Makhluk seperti burung, misalnya, mampu menggunakan alat dan bahasa yang belum sempurna, meskipun mereka tidak memiliki neokorteks. Beberapa fungsi otak yang dulu diyakini dikendalikan oleh otak reptil telah ditemukan melibatkan berbagai area otak. Perkembangan evolusioner juga tidak sesederhana yang diperkirakan sebelumnya, yang semakin memperdebatkan model perkembangan MacLean.
Otak tritunggal dan otak reptil tetap merupakan perlengkapan budaya populer dan kepercayaan tentang fungsi otak. Buku terlaris sains astrofisikawan Carl Sagan “The Dragons of Eden” memberikan teori otak tritunggal paparan luas selama tahun 1970-an. Dalam novel grafisnya yang inovatif “Elektra Assassin,” seniman komik Frank Miller memberi karakternya Elektra kemampuan untuk berfungsi hanya dengan “otak reptilnya,” yang memungkinkannya untuk bertindak secara naluriah dan kejam di hadapan bahaya.