De cerebrale hemisfærene (Fig. 4) er de mest synlige delene av hjernen og utgjør i overkant av 80 % av hjernemassen. De cerebrale hemisfærene kaller vi venstre og høyre hjernehalvdel. De er fysisk atskilte, men kommuniserer med hverandre gjennom hjernebjelken (corpus callosum). Selv om vi bruker begge hemisfærene i omtrent all aktivitet, og de er tilnærmet identiske, har de to avdelingene likevel egenskaper vi ikke finner i den andre hemisfæren. Dette fenomenet kaller vi lateralisering. Det snakkes gjerne om at vi har venstre- eller høyresidig hjernedominans. Dette med cerebral dominans er knyttet til hvilken side som er dominant for språk. Hos ca. 90 % av oss er det venstre hemisfære som har størst kontroll over språk, logisk tenkning og matematikk. Den andre hemisfæren, altså normalt den høyre, er i større grad assosiert med intuisjon, emosjoner, musikalitet med mer.
Hos de resterende 10 % av befolkningen, er hemisfærenes dominans omsnudd eller likt fordelt. Høyredominante personer viser seg å ofte være venstrehendte menn.
De cerebrale hemisfærene deles inn i 3 regioner:
- hjernebarken (cerebral cortex)
- hvit marg og
- basalkjernene.
Fig.4 Hjernen: Lag for lag