El cerebro (del latín cerebrum, con su raíz indoeuropea ker, cabeza, en lo alto de la cabeza y brum, ‘llevar’; teniendo el significado arcaico de «lo que lleva la cabeza») es un órgano que centraliza la actividad del sistema nervioso y existe en la mayor parte de los animales.^[1]​

En animales, como los invertebrados bilaterales, se entiende como cerebro a una serie de ganglios alrededor del esófago en la parte más anterior del cuerpo, (protóstomos) comprendidos por el protocerebro, deutocerebro y tritocerebro en artrópodos, ganglios cerebral, pleural y pedial en moluscos gasterópodos y masas supraesofágica y subesofágica en moluscos cefalópodos. También poseen cerebros muy arcaicos o simples bilaterales como platelmintos, nematodos o hemicordados. Sin embargo, hay bilaterales que muestran muy pocos rasgos distintivos de cefalización como los bivalvos o briozoos. En algunas especies de invertebrados no existe un cerebro por carecer completamente de sistema nervioso, como los poríferos, los placozoos, los mesozoos, y otros, aunque poseen un sistema nervioso, carecen de rasgos definidos de centralización o cefalización al mostrar simetrías no bilaterales como los cnidarios, ctenóforos o equinodermos.^[2]​
El los vertebrados el cerebro se encuentra situado en la cabeza; en relación estrecha con los órganos de los sentidos como la visión, la audición, el equilibrio, el gusto y el olfato.^[3]​
El cerebro de los mamíferos es el órgano más complejo del cuerpo. El telencéfalo adquiere su máximo desarrollo y está formado por los hemisferios cerebrales. El cerebro humano contiene en la corteza cerebral, un número estimado de 20 000 000 000 (20 mil millones,  2 × 10¹⁰) de neuronas.^[4]​ ^[5]​ ^[6]​

La función del cerebro como órgano, desde un punto de vista evolutivo y biológico, es ejercer un control centralizado sobre los demás órganos del cuerpo. El cerebro actúa sobre el resto del organismo por la generación de patrones de actividad muscular o por la producción y secreción de sustancias químicas llamadas hormonas. Este control centralizado permite respuestas rápidas y coordinadas ante los cambios que se presenten en el medio ambiente. Algunos tipos básicos de respuesta tales como los reflejos pueden estar mediados por la médula espinal o los ganglios periféricos, pero el control de la conducta que se basa en la información sensorial, necesita la capacidad de integrar la información de un cerebro centralizado.

Desde una perspectiva filosófica idealista, lo que hace al cerebro especial en comparación con los otros órganos, es que forma la estructura física en donde se presenta el correlato material de las distintas actividades de la mente. Sin embargo, múltiples corrientes filosóficas contemporáneas descartan la idea de que exista una entidad no-material que ejerza causalidad sobre lo físico (si bien por otro lado está demostrado que la psicoterapia y evidentemente el ambiente influyen en nuestra conducta, cognición, etc. parece que no tiene ninguna posibilidad de ser demostrada la existencia de dicho tipo de entidad).

Durante las primeras etapas de la psicología, se creyó que la mente debía separarse del cerebro. Sin embargo, posteriormente, los científicos realizaron experimentos que llegaron a determinar que la mente era un componente en el funcionamiento cerebral, por la expresión de ciertos comportamientos basados en su medio ambiente externo y el desarrollo de su organismo.^[7]​ Los mecanismos por los cuales la actividad cerebral da lugar a la conciencia y al pensamiento son muy difíciles de comprender: a pesar de los múltiples y rápidos avances científicos, mucho acerca de cómo funciona el cerebro sigue siendo un misterio. En la actualidad, las operaciones de las células cerebrales individuales son comprendidas con más detalle, pero la forma en que cooperan entre los conjuntos de millones ha sido muy difícil de descifrar. Asimismo, los enfoques más prometedores tratan el cerebro como una «computadora biológica», totalmente diferente en el mecanismo de las computadoras electrónicas, pero similar en el sentido que adquieren la información del mundo circundante, la almacenan y la procesan de múltiples formas.

En este artículo se comparan las propiedades de los cerebros de toda la gama de especies animales. Existe un artículo específico para el cerebro humano.