Hjernestammen er en fortsættelse af rygmarven i rostral retning. Den betingede grænse mellem dem er det sted, hvor de første cervikale rødder fremkommer, og den pyramideformede decussation. Hjernestammen er opdelt i baghjernen og mellemhjernen. Den første omfatter medulla oblongata, pons og lillehjernen. Dens fortsættelse er mellemhjernen, der består af de quadrigeminale legemer og hjerneskafterne og grænser op til diencephalon (thalamus, hypothalamus, subthalamus).