I den mänskliga hjärnan består den premotoriska cortex av sammankopplade områden inom den primära motoriska cortexen, som är belägen i hjärnans frontallob. Ordet ”motor” hänvisar till funktionen av områdena, vilket är att skicka meddelanden som styr kroppens rörelser för att utföra specifika uppgifter. Den premotoriska cortexen har ett lateralt och medialt område. Var och en av de två områdena är anslutna till den primära motoriska cortexen via neurala banor, som fungerar som en serie elektriska ledningar. Det laterala området styr fysisk rörelse som svar på yttre stimulans, medan det mediala området reagerar på inre stimulus från själva hjärnan och förmedlar avsikten att utföra en viss fysisk handling.
Neuroner är de grundläggande strukturella enheterna i nervsystemet. Majoriteten av neuronerna i det laterala området tros vara kopplade till förekomsten av motoriska funktioner som att greppa ett föremål. Forskning som involverar apor har generellt stött denna slutsats. När apor tränades att nå i olika riktningar efter en visuell signal, började nervcellerna i sidoområdet att ”skjuta” eller överföra information snabbare under tiden mellan signalen och den fysiska handlingen att nå. Detta indikerade att den fysiska rörelsen var ett svar på köets yttre stimulans.
Det mediala området av premotorisk cortex är också involverat i kroppsrörelser och motorik. Detta område tros dock operera på inre i stället för externa stimulanser. Forskare pekar på det faktum att apor med det mediala området borttaget visar en markant minskning av mängden fysiska rörelser initierade av aporna själva. Samtidigt förblev fysisk rörelse som svar på yttre signaler densamma. Detta indikerade att den lagrade informationen i det mediala området förlitar sig på sin egen kodning för att utföra specifika rörelser.
Avbildningsstudier tyder på att det mediala området fungerar ungefär på samma sätt hos människor. Det mediala området aktiveras när testpersoner utför motoriska uppgifter från minnet. Detta gäller även i avsaknad av visuella signaler eller skriftliga eller muntliga instruktioner.
Studier av den mänskliga hjärnan stöder också kopplingen mellan den motoriska cortexen och fysisk rörelse. Patienter med skada på pannloben har svårt att lära sig välja en specificerad rörelse utifrån visuella signaler. Denna svårighet uppstår även när patienten förstår instruktionerna och så småningom utför rätt rörelse. Individer med premotoriska cortexlesioner kan också visa svårigheter att följa visuella eller verbala kommandon för att utföra en rörelse som uppmanas externt.