Arka beyin, omurilik ile üst beyin arasında bulunan önemli bir geçiş bölgesidir. Bu bölge, büyük sinir yollarının geçiş yeri olmasının yanı sıra, birinci derecede önemli hareket, duyu merkezleri ve özerk sinir sistemi merkezlerini de içerir.

Soğanilik düzeyinde özellikle kalp ve solunumla ilgili merkezler ve hareket yetisini denetleyen piramit dışı yol bulunur. Ayrıca, burada akciğer-mide sinirinin (büyük parasempatik sinir) çekirdeği olan parasempatik bir çekirdek yer alır. Uyku düzenlenmesinde başlıca rol oynayan, duyusal bilgileri süzen, beyin kabuğu ya da omurilik merkezleri üzerine kolaylaştırıcı ya da kitleyici etkisini yayan ağsı madde de bu bölgededir.

Arka beyin düzeyinde, kafa sinirlerinin çıkış noktaları bulunur. Bu sinirler, yukardan aşağıya doğru çift olarak sıralanır:

Beyincik: Beynin arkasında, beyin ile omurilik soğanı arasında yer alır. Dış kısmında boz madde, iç kısmında ak madde bulunur. Kas hareketlerinin düzenli ve dengeli olmasını sağlar. Örneğin, beyinciği çıkarılan bir kuş uçamaz. İnsanda beyincik zedelenecek olursa kas faaliyeti düzensiz bir hal alır ve denge sağlanamaz.

Omurilik Soğanı: Son beyin olarak da adlandırılır. Beyinciğin altında, omurilik ile pons arasında yer alır. Dış tarafı ak maddeden, iç tarafı boz maddeden oluşur. Beyinden gelen ve beyne giden sinirlerin çaprazlanarak geçtiği yerdir. Solunum, dolaşım, boşaltım ve kalp hızının düzenlenmesi, kan damarlarının daralıp genişlemesi, yutma, çiğneme, öksürme, hapşırma ve kusma gibi fizyolojik olayları kontrol eden refleks merkezleri bulunur. Beyin ve omurilik arasındaki mesajların düzenlenmesinde ve vücut içi refleks kontrolünde görev yapar.

Pons: Beyinciğin ön tarafında ve omurilik soğanının üzerinde yer alır. Beyinciğin iki parçası arasında uyartı taşınmasında ve orta beyinle bağlantının sağlanmasında rol oynar.

Arka beyinde hayati önemi olan olayların kontrol edildiği merkezlerin bulunmasından dolayı buraya "hayat düğümü" de denir.