大脑的高级功能主要包括语言、学习与记忆、觉醒与睡眠等活动过程，这部分功能比感觉功能、运动功能更复杂，所以被称为大脑的高级功能。神经系统的高级功能，可能与脊髓和脑的多个部位相关，但是高级功能活动的部位主要在人类的大脑皮质。
1、语言：大脑的语言中枢有一定的分区，包括说话语言中枢、听觉语言中枢、书写语言中枢等，这些不同的语言中枢受到损伤后，可能会出现相应的功能丧失，表现出不同的语言障碍。因此，人类大脑皮层语言功能有明显的区域性，这些特定功能相互协调，从而形成人类完整的语言功能；
2、学习与记忆：学习和记忆是两个动态的过程，通过积累经验来改变自身行为，从而适应环境的过程即为学习。将学习到的信息进行储存、读出的过程，即为记忆，学习和记忆是大脑的高级功能之一，也是认知活动的基础；
3、觉醒与睡眠：觉醒与睡眠是人类所具有的两种不同的大脑状态，两者具有一定的周期性，这两种状态的维持以及终止，依赖于特定的神经元系统。如果发生觉醒或睡眠障碍，可能会干扰机体的精神和情绪，特别是引起中枢系统功能活动的异常，导致大脑皮质活动以及 内脏功能紊乱等。