Kao dio središnjeg živčanog sustava, siva tvar se sastoji od staničnih tijela, točnije od staničnih tijela neurona, neurofila, glijalnih stanica i dendrita. Za razliku od bijele tvari, ova vrsta moždane tvari nalazi se u područjima mozga koja uključuju kontrolu mišića. Također se nalazi među područjima mozga koja kontroliraju percepciju osobe, kao što je način na koji se stvari vide ili čuju ili formiranje sjećanja. Na govor i emocije uvelike utječe i siva tvar.
Siva tvar se nalazi u nekoliko područja mozga. Može se naći na površinama moždane kore i malog mozga. Ova vrsta materije također se nalazi duboko unutar velikog mozga. U središtu leđne moždine može se naći i siva i bijela tvar, ali prevladava siva.
Primarna funkcija sive tvari je prijenos senzornih informacija koje dolaze iz stanica sive tvari i osjetilnih organa. Te se informacije zatim prosljeđuju dijelovima mozga koji obrađuju senzorne informacije. Inteligencija i vještina često se pripisuju ovoj moždanoj tvari, uglavnom zato što pokriva veliki dio mozga. Nadalje, studije su pokazale da svaka osoba ima različite količine i gustoću ove moždane tvari, često pokazujući veće koncentracije u područjima povezanim s određenim intelektualnim aspektima ili ovladavanjem vještinom.
Prethodne studije sugerirale su da veličina mozga osobe nema nikakve veze s razinom inteligencije. Dok su veći mozgovi bili prisutni u ispitanika s višim rezultatima kvocijenta inteligencije (IQ), povećani IQ nije bio dovoljno značajan. Novija istraživanja su pokazala da testiranje IQ-a može aktivirati više područja sive tvari u mozgu. To znači da, iako osoba može pokazati snage i slabosti u određenim područjima inteligencije, i snage i slabosti proizlaze iz kombinirane razine volumena i aktivnosti kroz individualni obrazac materije u cijelom mozgu.
Iako veće koncentracije sive tvari mogu označavati inteligenciju i vještinu, male koncentracije i nedostaci mogu dovesti do problema. Kod starijih ljudi, na primjer, studije su pokazale da je kratkoročno pamćenje pogođeno jer se volumen sive tvari smanjuje starenjem. Studije su također pokazale da razlike u volumenu sive tvari također mogu biti povezane s određenim psihološkim poremećajima, kao što je bipolarni poremećaj. Za neke psihološke poremećaje, dokazi pokazuju da pacijenti mogu imati nedostatak sive tvari u području lijevog tjemenog režnja. Ozbiljnost i trajanje, međutim, često su određeni volumenom materije u desnom frontalnom girusnom dijelu mozga.