I celler anses kärnan traditionellt vara cellens centrum: ett mötescentrum där information lagras, bearbetas och distribueras. Hjärnstammens kärnor tjänar ett liknande syfte, eftersom de är de centrala nätverk genom vilka nervceller och nerver uppstår och utför sina funktioner. Hjärnstammens kärnor är alltså ansvariga för många av de känslor och funktioner som människor upplever varje dag, men behöver inte nödvändigtvis medvetet tänka på. Varje kärna kan klassificeras som antingen sensorisk eller motorisk.
Hjärnstammen är den mest primitiva delen av hjärnan. Den ligger mellan huvudhjärnan och ryggmärgen och består av mellanhjärnan, pons och medulla. Ett brett nätverk av nerver vilar inuti dessa strukturer, och var och en av dessa nerver börjar vid en eller flera hjärnstammar.
Generellt sett kan nerver tjäna antingen en sensorisk eller en motorisk funktion. Som sådana bidrar de antingen till en människas fem sinnen eller så hjälper de till med rörelser. Därför hänvisas hjärnstammen till som antingen sensoriska eller motoriska kärnor beroende på arten av nerverna som härrör från dem. Om en nerv har sensoriska och motoriska förmågor kommer den att vara fäst vid både sensoriska kärnor och motoriska kärnor.
Medan sensoriska kärnor vanligtvis finns på sidorna av hjärnstammen, är motorkärnor fästa i mitten – eller mediala – delen av hjärnstammen. De flesta av dessa kärnor är anslutna till endast en nerv, men ibland kan flera nerver uppstå från en ensam kärna.
Det finns 12 kranialnerver som härstammar från hjärnstammens kärnor. Dessa nerver utför olika individuella funktioner, inklusive att flytta ögat, röra ansiktet och hjälpa till att lukta eller smaka. Den oculomotoriska nerven, till exempel, är en motorisk nerv som ansvarar för att hålla vissa ögonmuskler rörliga. Kärnan för denna nerv är känd som den oculomotoriska kärnan. Andra kärnor som innehåller motsvarande nerver inkluderar följande: abducenskärnorna, de trokleära kärnorna, de vestibulära kärnorna och de hypoglossala kärnorna.
Medan de flesta hjärnstammens kärnor är uppkallade efter nerverna som de skapar, finns det några undantag. Edinger Westphal-kärnan, till exempel, ligger runt de oculomotoriska kärnorna och har de nerver som är ansvariga för pupillförträngning. Vidare har en nerv som bär både sensoriska och motoriska kapaciteter relaterade till ansiktet och munnen – trigeminusnerven – två kärnor: den mesencefaliska kärnan och den motoriska kärnan. Vidare har den mångsidiga vagusnerven tre hjärnstamskärnor: nucleus ambiguus, den sekretomotoriska parasympatiska kärnan och den solitära kärnan. Dessutom har vissa nerver, som den solitära kärnan, kopplingar till mer än en kranialnerv och delar därför inte namn med någon speciell nerv.