新生儿脑重约396克，到2.5岁左右，已增到900至1011克，约相当于成人脑重的2/3；7岁儿童脑重达1280克，基本上接近成人脑重。五六岁，脑结构已相当成熟；13岁至14岁基本达到成人水平。在神经元结构方面，受孕后10周～12周，主要是神经母细胞的增殖。在胎儿后期及出生后4年左右，神经元功能的发展与树突的生长不可分割。神经胶质细胞的增殖要持续到出生后约两年，这促进了神经元之间的联系。神经纤维的髓鞘化开始于胎儿期第4个月，此后数年髓鞘的厚度可能持续增长。大脑皮层细胞发展很慢，到胎儿的第7个月，类似成人皮层的6个细胞层才出现。中枢神经系统功能的发展水平在胎儿期可由胎儿对刺激的反应来判断。若一种全身性的反应被局部的反应代替，则说明神经系统调节控制能力增强。新生儿神经系统的机能主要表现在各种无条件反射上，如行走反射等。高级神经系统的功能，兴奋和抑制在儿童期不断增强。皮质抑制功能的发展使儿童更善于调节自身行为。条件反射发展趋势逐渐形成，不易泛化，并日益巩固。婴儿期出现第二信号系统，但其功能在学前期仍不占主要地位。直到学龄期，其活动才日益发展。