Pitanje utječe li veličina mozga na inteligenciju uvelike se raspravlja u znanosti i nema sigurnosti po tom pitanju. Postoje dokazi koji upućuju na to da veličina mozga može napraviti razliku, ali postoje i dokazi koji upućuju na to da to nije najvažniji čimbenik. Prema nekim stručnjacima, čini se da je veličina mozga važnija za neke vrste inteligencije od drugih. Postoje studije u životinjskom carstvu koje su također pokazale velike kontradikcije u vezi s veličinom mozga i inteligencijom među različitim vrstama, a to je općenito učinilo znanstvenike nesigurnijima u vezi s tim pitanjem.
Životinje koje su znanstvenike učinile najneizvjesnijima su ptice. Mnoge vrste ptica, osobito one iz obitelji vrana, pokazuju vrlo komplicirana društvena ponašanja i pokazuju sposobnost složenog zaključivanja. Općenito su u stanju to učiniti unatoč činjenici da je njihov mozak manji od mnogih vrsta s manje zastrašujućim kognitivnim sposobnostima. Neki stručnjaci misle da je to zato što ptice imaju posebno složene strukture neurona koje omogućuju da njihov mozak bude učinkovitiji.
Postoje i druge studije koje pokazuju jaku izravnu vezu između veličine mozga i inteligencije. Ove studije su ispitale testove inteligencije za široku lepezu vrsta i usredotočile se na općenitiju vrstu sposobnosti rješavanja problema. Razlog za ove rezultate je sporan. Neki stručnjaci misle da jednostavno povećanje fizičkih veličina uzrokuje da životinje iz nekog razloga zahtijevaju više inteligencije, dok drugi misle da je veličina mozga primarni faktor.
Kod ljudi su studije veličine mozga i inteligencije također bile relativno kontradiktorne. Na primjer, većina muškaraca ima veći mozak od većine žena, ali studije nisu uspjele pronaći statistički značajne razlike u inteligenciji između muškaraca i žena. Mnogo je slučajeva u kojima su ljudi s mnogo manjim mozgom uspjeli pokazati mnogo više mentalnih sposobnosti od ljudi s većim mozgom. Općenito je točno da su veličina mozga i veličina tijela obično proporcionalno povezane među ljudima, ali inteligencija i veličina tijela često su potpuno nepovezane.
Neki stručnjaci smatraju da struktura mozga, ili možda specifična veličina određenih dijelova mozga, imaju više veze s inteligencijom. Također postoje dokazi da se veličina mozga mijenja na temelju iskustva osobe, a kako ljudi stječu više mentalnog znanja, njihov mozak može zapravo rasti. Postoji mnogo dokaza koji upućuju da se to događa tijekom djetinjstva kada se ljudi razvijaju, ali postoje i neki dokazi koji pokazuju da se to događa i nakon što ljudi dođu u odraslu dob.