Materi putih terletak di dasar otak antara otak kecil dan batang otak. Itu terbuat dari serabut saraf panjang yang disebut akson. Akson diisolasi oleh mielin, selubung lemak yang memberi warna putih pada daerah tersebut. Myelin membantu mempercepat transmisi sinyal di sepanjang akson. Sinyal tersebut mengirimkan informasi sensorik dari tubuh ke korteks serebral, membantu mengontrol fungsi otonom tubuh. Fungsi otonom adalah fungsi tubuh seperti bernapas, berkedip, dan berkeringat yang dilakukan tanpa otak secara sadar memikirkannya.
Bagian dari sistem saraf pusat, materi putih termasuk talamus dan hipotalamus yang terletak di otak kecil. Hipotalamus terletak di bawah talamus. Keduanya adalah jaringan saraf yang memiliki beberapa fungsi, tetapi yang paling penting tampaknya adalah bahwa talamus menyampaikan pesan ke korteks serebral, dan hipotalamus memainkan peran besar dalam mengatur sistem metabolisme tubuh.
Materi putih berbeda dari materi abu-abu dalam beberapa aspek penting. Meskipun materi abu-abu juga mengandung akson, mereka tidak bermielin. Ini juga mengandung sel-sel saraf dan dendrit, yang bercabang dari sel-sel saraf. Materi abu-abu berfungsi sebagai pusat pemrosesan pesan di otak dan bertanggung jawab atas pemikiran sadar otak. Sementara materi abu-abu terletak di bagian luar otak dan bagian dalam sumsum tulang belakang, materi putih mengikuti pola yang berlawanan. Itu terletak di dalam otak dan di luar sumsum tulang belakang.
Pada manusia, distribusi materi putih dan abu-abu bervariasi antara jenis kelamin. Pria rata-rata memiliki otak yang lebih besar daripada wanita, tetapi wanita secara proporsional memiliki lebih banyak materi abu-abu, sementara pria memiliki volume materi putih yang lebih tinggi. Wanita memiliki lebih banyak materi yang menghubungkan dua belahan otak, tetapi pria memiliki konsentrasi yang lebih tinggi di setiap belahan otak. Perbedaan ini tampaknya berkorelasi dengan kecenderungan pada pria untuk melakukan tugas spasial lebih baik daripada wanita. Wanita, sebaliknya, cenderung mengungguli pria dalam tugas-tugas verbal.
Penuaan juga mempengaruhi materi putih otak. Seiring bertambahnya usia otak, lesi mulai muncul di area ini, yang mulai membatasi fungsi kognitif otak, mungkin dengan mengganggu kemampuan otak untuk mengirim dan menerima pesan. Semakin banyak lesi yang dimiliki seseorang, semakin kemampuan kognitifnya terganggu. Lesi adalah bagian normal dari penuaan, namun dapat diperburuk oleh masalah kesehatan lainnya, terutama tekanan darah tinggi.