Gri madde, beynin ve omuriliğin temel bileşenlerinden biridir. Adını, dışarıdan bakıldığında sahip olduğu gri renk tonundan alır. Aslında, canlı bir beyinde pembe-gri bir renkte görünür; ancak ölüm sonrası veya kimyasal fiksasyon işlemiyle daha belirgin bir gri renk alır. Beyin dokusuna yakından bakıldığında, gri maddenin büyük ölçüde nöron gövdelerinden oluştuğu görülür. Nöronlar, sinir sisteminin temel birimleridir ve bilgi işleme sürecinin merkezinde yer alırlar. Gri maddenin içeriğinde ayrıca dendritler (nöronların diğer hücrelerden sinyal almasını sağlayan uzantıları), gliyal hücreler (nöronları destekleyen ve koruyan yardımcı hücreler) ve bol miktarda kılcal damar bulunur. Beyindeki gri madde, serebral korteksin dış yüzeyinde yoğun bir tabaka halinde yer alırken, beyin sapı ve bazal gangliyon gibi daha derin yapılarda da kümeler halinde bulunur. Omurilikte ise durum tersinedir; gri madde, omuriliğin merkezi bölgesinde, H veya kelebek şekline benzeyen bir yapı oluşturur. Gri maddeyi önemli kılan şey, beynin bilişsel ve motor işlevlerini yöneten ana merkezleri barındırmasıdır. Hafıza, dil, problem çözme, karar verme, duygusal kontrol, duyusal algılar ve istemli hareketler, gri madde içinde gerçekleşen karmaşık sinirsel işlemlerle yönetilir. Örneğin, motor korteksteki gri madde kas hareketlerini planlarken, duyusal korteksteki gri madde dokunma, sıcaklık ve basınç gibi hisleri işler. Gri madde, genellikle ak maddeyle birlikte çalışır. Ak madde, miyelinli sinir liflerinden oluşur ve beynin farklı bölgeleri arasında hızlı sinyal iletimi sağlar. Bir benzetme yapmak gerekirse, gri madde bir bilgisayarın işlemcisi gibidir, bilgiyi işler ve kararlar üretir. Ak madde ise bilgisayarın veri kablolarına benzer; yani bilgiyi bir noktadan diğerine taşır. Gri maddenin miktarı ve etkinliği, bireyin bilişsel yetenekleriyle doğrudan ilişkilidir. Araştırmalar, öğrenme, hafıza ve zihinsel becerilerin gri maddenin yoğunluğuyla bağlantılı olduğunu göstermektedir. Yaşlanma, nörodejeneratif hastalıklar (örneğin Alzheimer) veya uzun süreli stres gibi faktörler gri madde kaybına neden olabilir. Ancak düzenli egzersiz yapmak, öğrenmeye devam etmek ve sağlıklı beslenmek gibi faktörler gri maddeyi koruyabilir ve hatta artırabilir.