Малкият мозък е разположен над моста и продълговатия мозък и под тилните дялове на мозъчните полукълба. Той тежи 140-145 g и е съставен от две полукълба, свързани чрез ивичеста средна част, червей.
Кората на малкия мозък или повърхността на малкия мозък, която е изградена от сиво мозъчно вещество, е набраздена от многобройни напречни плитки бразди, които го разделят на отделни малкомозъчни дялове. Клетките, в повърхностно разположената кора, са подредени в молекулярен, ганглионарен и зърнест слой. Частта на малкия мозък под кората е изградена от бяло мозъчно вещество, което при сагитален разрез наподобява разклонено дърво, откдето и названието му дърво на живота.
От четирите чифтни ядра на малкия мозък в средата на бялото вещество започват изходящи (еферентни) влакна към другите части на мозъка. А чрез други три двойки снопчета (предни, средни, задни), малкият мозък се свързва със средния мозък, Варолиевия мост и продълговатия мозък. Функционирането на малкия мозък се осъществява с рефлекси за запазване на равновесието, положението на тялото в пространството и координация на движенията. Той регулира съкращението на мускулите и поддържа тонуса на скелетните мускули.
Малкият мозък играе значима роля в двигателното функциониране. Той вероятно повлиява когнитивността, обучението, паметта, езика и емоциите.
При увреди и абнормности на малкия мозък се нарушава походката, появява се тремор, нистагъм, дискоординация и нестабилност на стойката и нарушения в речта (атактична реч).
Електрична стимулация и увреда на м. мозък отключват гневни реакции и постоянна хиперактивност.
Някои данни сочат връзка на абнормности в малкият мозък с шизофренията и аутизма и с поява на посттравмен мутизъм и абнормно емоционално поведение. Тази свързаност се обяснява с богати взаимни връзки на малкия мозък с амигдалата, хипоталамуса и септалните ядра.