Estrutura volumosa e ovalada de constituição laminar, que se localiza na fossa posterior do crânio, imediatamente atrás da ponte e da medula oblonga. Está ligado ao tronco cerebral por três pedúnculos – superior, médio e inferior – e do ponto de vista anatômico parece estar dividido, grosso modo, em dois lobos laterais (hemisférios cerebelares) e um estreito lobo central (o verme ou vérmis). Morfologicamente, porém, "o cerebelo tem duas divisões primárias: (1) o lobo floculonodular, a parte mais primitiva, com conexões que são inteiramente vestibulares, e (2) o corpus cerebelli, que por sua vez está dividido em (a) paleocerebelo, recebendo fibras vestibulares e espinocerebelares, e composto, na parte anterior de língula, centralis e cúlmen, e na parte posterior de pirâmide, úvula e paraflóculos, e (b) neocerebelo, constituindo a maior parte do corpus cerebelli, com conexões e projeções principalmente corticopontinas.
"O cerebelo consiste principalmente de substância branca, a qual está coberta de uma fina camada de substância cinzenta, o córtex cerebelar, e contém numerosas e minúsculas estruturas de substância cinzenta, os núcleos. Estes dividem-se em núcleos laterais: os núcleos dentado e emboliforme; e núcleos central e tectal: os núcleos globoso e fastigial.
"Examinado ao microscópio, o córtex consiste em três camadas principais de células: a camada molecular, a qual se situa mais superficialmente, a camada granular, que é a mais profunda, e a camada de células de Purkinje, situada entre as duas." (Brain) "O neocerebelo é essencialmente um órgão reforçador e coordenador que desempenha importante papel na graduação e harmonização da contração muscular, tanto no movimento voluntário como na manutenção da postura.
"O lobo anterior e os núcleos tectoriais estão envolvidos na regulação dos reflexos extensores e na postura antigravidade. O lobo floculonodular é um importante centro equilibratório e as lesões nesta região causam movimentos cambaleantes, oscilação e titubeação. O neocerebelo regula os movimentos voluntários." (ibid.) Assim, o cerebelo mantém a orientação espacial e freia os movimentos volitivos, especialmente aqueles que requerem detenção ou suspensão, e os movimentos delicados das mãos.
As lesões do cerebelo podem produzir os seguintes sintomas: dismetria, tremor involuntário, incapacidade de executar movimentos alternantes (disdiadococinesia), ataxia, decomposição do movimento, ressalto, nistagmo, vertigem, disartria, plurostótonos, hipotonia, desvio assimétrico dos olhos e "acessos" cerebelares. Em considerável medida, entretanto, outras partes do sistema nervoso estão aptas a compensar a perda de função cerebelar.