중뇌의 뒤쪽에 위치하여 제4뇌실의 전방부를 배측에서 텐트와 같이 싸고 있는 부분.
대뇌보다 작고 사람의 소뇌는 대뇌의 약 1/8 정도의 크기이다. 몸의 평형을 유지하는 중추가 된다. 위쪽에서 관찰하면, 전체가 날개를 편 나비와 같이 보이는데, 그 동체에 해당하는 부분을 충부, 날개에 해당하는 양쪽 부분을 소뇌반구라고 한다. 소뇌의 복측에는 다른 뇌부와 연락하는 소뇌각이 있어, 연수·교·중뇌와 연결되어 있다.
소뇌의 전표면에는 거의 평행으로 달리는 주름, 즉 소뇌회전이 있는데, 이것은 대뇌반구의 대뇌회전보다 훨씬 가늘다. 또, 소뇌의 전표면에는 소뇌피질이라고 하는 두께 1mm 정도의 회백질층이 존재하는데, 이 회백질층에는 세 층의 신경세포층이 배열해 있다. 피질의 안쪽은 백질로, 소뇌수질이라고 하며, 소뇌피질을 향하여 가느다란 가지처럼 갈라져 있다.
수질에는 신경섬유가 가득 차 있고, 제4뇌실면에 가까운 수질의 내부에는 소뇌핵이라고 하는 4종류의 신경세포군이 존재한다. 소뇌는 내이로부터의 평형감각과 근육운동을 조절하는 역할을 한다. 소뇌에 이상이 생기면 자세를 바로 하거나 걸을 수가 없다. 사람의 소뇌는 잘 발달되어 있고, 무게는 120∼150g 정도이다.