สมองส่วนหลังประกอบด้วยเมดัลลาออบลองกาตาและพอนส์ เมดัลลาส่งสัญญาณระหว่างไขสันหลังและสมองส่วนสูง มันยังควบคุมการทำงานอัตโนมัติ เช่น การเต้นของหัวใจและการหายใจ พอนส์ประกอบด้วยส่วนที่เชื่อมต่อไขสันหลังกับระดับสมองที่สูงขึ้น และยังมีกลุ่มเซลล์ที่ถ่ายโอนข้อมูลจากสมองไปยังสมองน้อยสมองส่วนกลางซึ่งอยู่ส่วนบนของสมองส่วนนี้พัฒนามาจากลูกแก้วตา เป็นศูนย์กลางหลักของการรวมประสาทสัมผัสของปลาและสัตว์สะเทินน้ำสะเทินบก นอกจากนี้ยังเกี่ยวข้องกับการรวมตัวของสัตว์เลื้อยคลานและนก เซลล์สมอง ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม สมองส่วนกลางจะลดลงอย่างมาก โดยทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมระหว่างสมองส่วนหลังและสมองส่วนหน้าเป็นหลักซีรีเบลลัมเชื่อมต่อกับเมดัลลา พอน และสมองส่วนกลางด้วยเส้นใยจำนวนมาก มีขนาดค่อนข้างใหญ่ในมนุษย์ "สมองส่วนน้อย" นี้ควบคุมความสมดุลและการประสานงานโดยสร้างการเคลื่อนไหวที่ราบรื่นและประสานกันของกลุ่มกล้ามเนื้อ