Fisiologi berasal dari physiologia, kata Latin yang berarti “ilmu alam.” Sebuah subbidang biologi, fisiologi adalah studi tentang organ hidup, bagian-bagiannya, dan fungsinya. Oleh karena itu, fisiologi otak adalah ilmu yang mempelajari fungsi dan proses yang melibatkan otak. Fisiologi otak juga mencakup studi tentang bagian-bagian komponen otak, dan kemungkinan masalah dan disfungsinya.
Memahami fisiologi otak memerlukan pemahaman bagian-bagian otak. Bagian utama otak adalah serebrum, serebelum, dan batang otak. Cerebrum adalah daerah terbesar dan paling berkembang dari otak manusia, dan memiliki dua belahan, dilambangkan kanan dan kiri, dan mencakup empat pasang lobus: frontal, parietal, temporal, dan oksipital. Otak kecil adalah area terbesar berikutnya. Batang otak adalah penghubung antara otak dan sumsum tulang belakang.
Elemen penting lain dari fisiologi otak adalah sistem saraf dan sistem limbik. Sistem saraf pusat (SSP), yang merupakan bagian terbesar dari sistem saraf, termasuk sumsum tulang belakang dan otak. Saraf perifer yang ditemukan di lengan, kaki, organ, dan otot melengkapi sistem. Sistem limbik adalah kumpulan struktur otak yang saling berhubungan yang meliputi hipokampus dan amigdala.
Studi tentang fisiologi otak menunjukkan bahwa otak manusia bertanggung jawab atas cukup banyak fungsi yang terjadi dalam tubuh manusia. Sistem saraf pusat, yang meliputi otak, dapat dianggap sebagai lokus pengaturan dan pemrosesan untuk seluruh sistem saraf dan tubuh. Sistem limbik, yang terletak di dekat otak kecil, kadang-kadang disebut “sistem saraf emosional” dan terkait erat dengan suasana hati dan perasaan kita, fungsi mental yang lebih tinggi, dan pembentukan memori. Otak kecil membantu koordinasi gerakan anggun. Ini berkontribusi besar pada postur dan keseimbangan tubuh. Dan juga, itu berkontribusi pada pembelajaran motorik.
Lobus frontal serebrum adalah lokus kontrol motorik, pembelajaran, perencanaan, dan beberapa elemen bicara. Lobus parietal adalah tempat kontrol untuk fungsi sensorik somatik. Di lobus oksipital, penglihatan dikendalikan. Dan lobus temporal menampung kontrol untuk pendengaran dan elemen bicara lainnya. Kedua hemisfer serebrum masing-masing bertanggung jawab untuk mengontrol sisi tubuh yang berlawanan, sehingga kontrol motorik hemisfer kanan, misalnya, mengontrol aktivitas motorik sisi kiri tubuh. Salah satu belahan dominan, yang mengarah ke preferensi untuk tangan yang berlawanan dalam banyak kasus, tetapi belahan kiri umumnya merupakan sisi pengendali untuk bicara dan bahasa tidak peduli belahan mana yang dominan secara umum.