从进化上来看，小脑的发展与动物生活方式的变换有密切的关系。当动物只有躯干运动时（如圆口类动物），只有原始小脑；当动物依靠鳍或肢体运动时，出现了旧小脑；当动物以躯干撑离地面，运动方式复杂时，出现了小脑半球，即新小脑。因而小脑的发育及机能与身体的运动状况有着密切的关系。人类小脑的上述三个部分的机能各有侧重，又相互密切配合。原始小脑与内耳的平衡器官有神经纤维联系，主要维持身体平衡；旧小脑与脑干有密切的联系，调节全身的肌紧张以维持身体的姿势；新小脑与大脑皮层的关系密切，能协调大脑皮层发动的随意运动，新小脑的这一作用是通过调节随意运动的力量、方向和稳定度来实现的。它所以有这样重要的作用，是因为新小脑一方面接受大脑皮层下达的运动指令，另一方面，外周活动的后果可通过最快的传导途径向小脑报告，新小脑将这两种信息比较后，再发出返回信息到达大脑皮层，再由大脑皮层发出指令调节身体的运动。新小脑在运动的协调中的作用，首先表现于精巧运动的形成和熟练方面。例如学习打字动作的过程：在开始学习时，小脑尚未发挥作用。在学习过程中，小脑不断比较大脑皮层的指令和完成的实际效果，从而纠正运动中的偏差。当精巧运动逐渐熟练完善后，小脑就贮存了一套程序。运动一开始，大脑皮层就从小脑中提取信息，提前返回大脑皮层进行校正，这时运动快速准确，几乎不需思考，致使复杂而精巧的运动是非常协调的。