脑干包括中脑、脑桥和延髓，中脑向上与间脑相连，中间是脑桥，下面的延髓和脊髓相连。颅神经核团一共有12对，除了嗅神经和视神经以外，10对的颅神经核团都在脑干，动眼神经和滑车神经的核团在中脑，三叉神经、面神经、展神经、听神经的核团在脑桥，副神经、迷走神经、舌咽神经的核团在延髓。

脑干还走行着上下很多的白质纤维束，比如锥体束，还有主管神经感觉的薄束、楔束、皮质脊髓束，都在脑干穿行，还有一些内侧纵束也经过脑干。

此外，脑干的网状结构主要和大脑半球、间脑、小脑、脊髓密切相连，像呼吸中枢、心血管中枢这些生命中枢，都存在于脑干的网状结构。因此，脑干网状结构的受损，患者可以出现不同程度的意识障碍。