小腦之外觀上形成大量小型皺摺，與大腦一樣可分為由神經元聚集形成灰質 ( gray matter ) 的皮質 ( cortex )，及為神經纖維所組成白質 ( white matter ) 的髓質 ( medulla ) 兩大部份。皮質的神經元依形狀可以分為三層，外 層稱為分子層 ( molecular layer ) 或叢狀層 ( plexiform layer)， 內層為顆粒層 ( granular layer ) 或 稱核層 ( nuclear layer )，位於這兩層之間是由一種大型細胞稱為柏金氏細胞 ( purkinje cells ) 所 組成。分子層含有小型的星狀細胞 ( stellate cells ) 及較深層與柏金氏細胞相鄰接的星狀細胞－ 籃狀細胞 ( basket cell)，顆粒層含有許多排列緊密的顆粒細胞 ( granule cells ) 及較大的星狀細胞－高氏細胞 ( Golgi cells )，小腦的髓質亦由有髓鞘及無髓鞘神經纖維構成。