人脑有1000亿个神经元或神经细胞和1万亿个支持细胞或叫神经节细胞。神经节细胞为神经元提供养分。神经元相互连接，形成了1000万亿个接合点，这些接合点称为“突触”。他们从怀孕期间大脑初始形成开始，就不断地生长发育。
尽管人脑结构复杂，可发育十分迅速，人脑发育起源于卵子受精后1周内。受精卵不断分裂，一部分形成大脑，其余的则形成神经系统。在母亲尚未注意其月经推迟时，胚胎的大脑已分成了三部分。
例如，卵子在周日受精，到星期三胚胎就已经由至少30个细胞组成了，到了星期五这些细胞已在子宫着床了。下周一，外胚层膜、神经系统和感觉器官开始形成。到第三周，外胚层看上去开始像皮肤了，脑部也出现了明显的膨起。
在怀孕不到1个月的时候，整个胚胎看似一条小鱼，尾部凸起呈包头样，很像句子中的逗号。大脑中明显形成了两条沟，一条隔开了前脑和中脑，另一条隔开了中脑和后脑。直到这时，妈妈才发觉自己怀孕了。
孕期第5周，细胞大量分裂，形成大脑半球，半球然后迅速增大、生长。大脑皮质的发育在胚胎发展过程中是最为奇特的。
孕期第7周，前脑形成两个如豌豆大小的脑泡。其细胞壁只有两层，薄如发丝。在两个脑泡之间，尚未长成的神经细胞上下游移，然后分裂形成两种新的细胞，其中一些新细胞形成树突和轴突，其余的形成起支撑作用的神经节。
在通常情况下，到怀孕第15周时，大脑才明显地分成了6个区：前脑2个区，中脑1个区，后脑3个区，这些区域形成大脑的基本框架，帮助大脑正常分化成各种结构：脑膜、神经、纤维、细胞核、神经节等。
到第33周时，大脑的神经中枢基本形成，并和周身相连。由胎儿时期到出生，直至十七八岁，大脑始终在持续发育着。至此，通过基因与环境——先天因素与后天因素的综合影响，大脑完全形成了。