Головной мозг рыб, как и всех позвоночных животных, имеет пять отделов: продолговатый, мозжечок, средний, промежуточный и передний
Из пяти отделов головного мозга более развитыми у рыб являются мозжечок и средний мозг. Сильное развитие мозжечка связано с большой подвижностью рыб и необходимостью координации их движений, поддержания равновесия в водной среде. Развитие среднего мозга связано с осуществлением переработки информации, поступающей от органа зрения и боковой линии.
Водная среда плотная и мало прозрачная. Поэтому глаза рыбы приспособлены видеть предметы лишь на близком расстоянии. Четкое видение предмета осуществляется движением шаровидного хрусталика вперед-назад с помощью специальной глазной мышцы.Рыбы живут в воде в условиях плохой освещенности, а на больших глубинах — в полной темноте. Ориентироваться в этих условиях им помогает орган боковой линии. Чувствительные клетки этого органа воспринимают силу и направление давления воды. Это дает рыбам возможность ориентироваться в потоках воды, воспринимать отраженную от предметов волну, чувствовать давление воды от рядом плывущей рыбы. Стайным рыбам орган боковой линии позволяет держаться вместе.