Vit substans är belägen vid basen av hjärnan mellan lillhjärnan och hjärnstammen. Den är gjord av långa nervfibrer som kallas axoner. Axonerna är isolerade av myelin, fettslidor som ger regionen den vita färg som den är uppkallad efter. Myelinet hjälper till att påskynda överföringen av signaler längs axonerna. Dessa signaler skickar sensorisk information från kroppen till hjärnbarken, vilket hjälper till att kontrollera kroppens autonoma funktioner. Autonoma funktioner är de kroppsfunktioner som att andas, blinka och svettas som utförs utan att hjärnan medvetet tänker på dem.
En del av det centrala nervsystemet, vit substans inkluderar thalamus och hypotalamus som finns i lillhjärnan. Hypothalamus ligger under thalamus. Båda är neurala nätverk som har flera funktioner, men den viktigaste verkar vara att thalamus förmedlar meddelanden till hjärnbarken och hypotalamus spelar en stor roll för att reglera kroppens ämnesomsättningssystem.
Vit substans skiljer sig från grå substans i flera viktiga aspekter. Även om grå substans också innehåller axoner, är de inte myeliniserade. Den innehåller även nervceller och dendriter, som förgrenar sig från nervcellerna. Grå materia fungerar som hjärnans meddelandebehandlingscentrum och ansvarar för hjärnans medvetna tanke. Medan grå substans finns på utsidan av hjärnan och insidan av ryggmärgen, följer den vita substansen det motsatta mönstret. Det är beläget i hjärnan och utanför ryggmärgen.
Hos människor varierar fördelningen av vit och grå substans mellan könen. Män har i genomsnitt större hjärnor än kvinnor, men kvinnor har proportionellt sett mer grå substans medan män har högre volymer vit substans. Kvinnor har mer av ämnet som förbinder de två hjärnhalvorna, men män har högre koncentrationer inom varje hemisfär. Dessa skillnader verkar korrelera med tendenser hos män att göra bättre ifrån sig rumsliga uppgifter än kvinnor. Kvinnor däremot tenderar att överträffa män på verbala uppgifter.
Åldrandet påverkar också hjärnans vita substans. När hjärnan åldras börjar lesioner uppstå på dessa områden, vilket börjar begränsa hjärnans kognitiva funktion, förmodligen genom att försämra hjärnans förmåga att skicka och ta emot meddelanden. Ju fler lesioner en person har, desto mer försämras hans kognitiva förmåga. Även om lesioner är en normal del av åldrandet, kan de förvärras av andra hälsoproblem, särskilt högt blodtryck.