Veliki mozak je najveći dio mozga, a podijeljen je sprijeda prema natrag na dva dijela. Lijevi veliki mozak je lijeva strana mozga i naziva se i lijeva hemisfera. Lijeva i desna moždana hemisfera imaju neznatne razlike u svojim funkcijama. To se zove funkcionalna asimetrija. Lijevi veliki mozak je prvenstveno odgovoran za govor, matematiku i logiku, a povezan je s funkcijama desne strane tijela.
Lijevi veliki mozak se anatomski razlikuje od desnog velikog mozga. Strukturne razlike između obje hemisfere nazivaju se anatomske asimetrije. Dio temporalnog režnja je veći na lijevoj strani od istog područja na desnoj strani. Ova fizička razlika postoji pri rođenju. Silvijeva pukotina, koja je rascjep ili žlijeb u velikom mozgu, također ima postupniji oblik luka na lijevoj strani nego na desnoj.
Godine 1861. francuski neurokirurg Paul Broca proučavao je mozak preminulih pacijenata koji su tijekom života imali poteškoća s govorom i otkrio velike lezije na lijevoj frontalnoj hemisferi mozga. Njegovo istraživanje rezultiralo je uvjerenjem da je lijeva hemisfera važna za govor i jezik. Identificirao je područje u lijevom velikom mozgu koje djeluje kao govorni centar; sada se zove Brocino područje. Njemački neurolog Carl Wernicke otkrio je dio lijevog velikog mozga u lijevom temporalnom režnju koji je važan za jezik. Ako je ovo područje oštećeno, osoba bi i dalje mogla govoriti, ali riječi ne bi imale smisla.
U 1960-ima neurokirurzi Roger Sperry i Michael Gazzaniga proučavali su mozak ljudi s epilepsijom, moždanim poremećajem koji uzrokuje napadaje. Ove studije, nazvane “eksperimenti podijeljenog mozga”, pokazale su da je lijevi veliki mozak važan za govorne, matematičke i analitičke zadatke, a desni za percepciju prostora, glazbu i umjetnost. Roger Perry dobio je Nobelovu nagradu za fiziologiju i medicinu 1981. za svoje studije o “podijeljenom mozgu”.
Lijevi i desni veliki veliki mozak povezuje corpus callosum, koji se sastoji od živčanih vlakana koja se protežu poprečno između dviju hemisfera, a corpus callosum pomaže dvjema hemisferama da međusobno komuniciraju. Lijevi veliki mozak kontrolira mišiće na desnoj strani tijela. To je dominantna hemisfera za kontrolu motora dešnjaka. Desni veliki mozak važan je za motoričku kontrolu ljevorukih osoba. Ako je jedna strana mozga oštećena, to će utjecati na suprotnu stranu tijela.