Mali mozak je jedan od manjih dijelova mozga, ali ima ulogu u mnogim različitim mentalnim i fizičkim procesima. Ovaj dio mozga je uglavnom odgovoran za upravljanje određenim vrstama pokreta, ali ne i izravno pokretanje. Sposobnost ravnoteže i lakoća u održavanju držanja su među najvažnijim funkcijama malog mozga. Njegovi dijelovi su također odgovorni ili tangencijalno uključeni u široku paletu drugih neuronskih procesa. To uključuje učenje i povezane kognitivne funkcije, kao i fokus i odgovor na neke okolišne podražaje.
Strukturno, mali mozak nalikuje sekundarnom mozgu postavljenom u bazi mozga. Jedan široko prihvaćen način razmišljanja o malom mozgu zamišlja ga kao neku vrstu uređaja za paralelnu obradu koji rješava određene ključne zadatke, ali na relativno linearan i podređen način. Ovaj dio mozga sastoji se od mnogih segmenata živaca koji dijele osnovnu konfiguraciju. Svaki segment prihvaća široku paletu ulaznih podataka, procesa koji unose na temeljit i kompliciran način, a zatim prosljeđuju relativno jednostavan izlaz. Ova vrsta računanja i obrade olakšava poluautonomno rukovanje mnogim rutinskim, ali ključnim zadacima.
Jedna od funkcija malog mozga koja spada u ovu kategoriju ima veze s ravnotežom. Ljudsko tijelo mora neprestano raditi mnoge male prilagodbe kako bi ostalo uspravno. Njima uglavnom upravlja dio malog mozga, koji obrađuje ravnotežu bez potrebe za aktivnim razmišljanjem.
Učinkovito i sigurno pomicanje ljudskog tijela također je vrlo kompliciran zadatak. Još jedna od funkcija malog mozga je pomoć u procesu kretanja. Mali mozak ne započinje pokrete, već služi kao svojevrsni pomoćnik da se pokreti odvijaju glatko kada ga iniciraju drugi dijelovi mozga.
Proces kretanja uključuje stalnu pozornost na trenutni položaj tijela i njegov smjer kretanja. Zdrav mali mozak omogućuje glatke i ravne pokrete mišića. Oštećeni proizvodi neugodne i trzave pokrete dok viši mozak pokušava usmjeriti kretanje, zadatak za koji nije prikladan.
Druge funkcije malog mozga nastoje iskoristiti njegovu sposobnost sortiranja i obrade određenih vrsta informacija, a zatim slati izlaz u područja mozga ili živčanog sustava gdje su te informacije korisne. Mali mozak je uključen u nekoliko vrsta učenja i čini se da je posebno važan u učenju koje zahtijeva male prilagodbe obrascima kretanja. Dodatne funkcije malog mozga su prijenos podataka u područja kao što su probavni sustav ili oči kao odgovor na podražaje iz okoline ili druge neuralne reakcije.