Сіра речовина спинного мозку складається з тіл нейронів, безмієлінових та тонких мієлінових волокон та нейроглії. Основною складовою сірої речовини, що відрізняє його від білого, є мультиполярні нейрони.
Агрегати сірої речовини, такі як базальні ганглії (хвостате ядро, путамен, бліда куля, чорна субстанція, субталамічне ядро, прилегле ядро) та ядра стовбура мозку (червоне ядро, ядра черепних нервів)розташовані в білій речовині головного мозку.
Сіра речовина поділяється на передні, задні та бічні роги. У передніх рогах (мають округлу або чотирикутну форму) розташовуються тіла еферентних (рухових) нейронів. мотонейронів, аксони яких іннервують скелетні м'язи
Головний та спинний мозок складаються з сірої та білої речовини. Сіра речовина складається з тіл нервових клітин, дендритів та аксонів, гліальних клітин та капілярів (найменші кровоносні судини організму).