Kadang-kadang disebut “otak bawah,” batang otak adalah bagian bawah otak yang bergabung dengan sumsum tulang belakang. Ada tiga bagian batang otak: otak tengah, pons, dan medula oblongata, yang ditunjukkan pada Gambar di bawah. Batang otak terutama terlibat dalam fungsi otonom yang tidak disadari serta beberapa jenis informasi sensorik. batang otak juga membantu mengoordinasikan gerakan tubuh besar seperti berjalan dan berlari.

Otak tengah berurusan dengan informasi penglihatan dan suara dan menerjemahkan input-input ini sebelum mengirimkannya ke otak depan. Pons menyampaikan pesan ke bagian otak lainnya (terutama otak besar dan otak kecil) dan membantu mengatur pernapasan. Beberapa peneliti berhipotesis bahwa pons berperan dalam mimpi. Beberapa fungsi Pons dibagi oleh medula oblongata, juga disebut medula. Medula mengontrol beberapa fungsi homeostatis bawah sadar seperti pernapasan, aktivitas jantung dan pembuluh darah, menelan, dan pencernaan.

Salah satu peran batang otak yang paling penting adalah “jalan informasi”. Yaitu, semua informasi yang berasal dari tubuh ke otak dan informasi dari otak ke tubuh melalui batang otak. Jalur sensorik untuk hal-hal seperti rasa sakit, suhu, sentuhan, dan sensasi tekanan naik ke otak besar, dan jalur motorik untuk gerakan dan proses tubuh lainnya menuju ke bawah ke sumsum tulang belakang. Sebagian besar akson di jalur motor menyeberang dari satu sisi SSP ke sisi lain ketika mereka melewati medula oblongata. Akibatnya, sisi kanan otak mengendalikan banyak gerakan di sisi kiri tubuh, dan sisi kiri otak mengendalikan sebagian besar gerakan di sisi kanan tubuh.