Сіра речовина (лат. substantia grisea) – головний компонент центральної нервової системи хребетних тварин і людини, що включає клітинні тіла нейронів, нейропіль (частково: дендрити, безмієлінові аксони, відростки гліальних клітин), гліальні клітини (астроцити та олігодендроцити), а також капіляри.
Тіло містить ядро (з великою кількістю ядерних пір) та органели (у тому числі сильно розвинений шорсткий ЕПР з активними рибосомами, апарат Гольджі), а також з відростків. Виділяють два види відростків: дендрити та аксон. Нейрон має розвинений цитоскелет, який проникає у його відростки.
Нервова клітина (нейрон) складається з тіла клітини (соми), відростків (аксонів та дендритів) та кінцевих пластинок. За допомогою дендритів нейрони сприймають, а за допомогою аксонів передають збудження. На периферії аксони покриті шванівськими клітинами, що утворюють мієлінову оболонку з високими ізолюючими властивостями.
Біла речовина складається з пучків нервових волокон, які з'єднують різні області сірої речовини (місця розташування тіл нервових клітин) мозку один з одним і переносять інформацію у вигляді нервових імпульсів між нейронами.