Головни́й мо́зок — головний відділ центральної нервової системи (невраксису) всіх хребетних тварин, у яких він міститься в «коробці» — черепі. Також головний мозок зустрічається у багатьох безхребетних тварин з різним типом нервової системи. Процес еволюційного формування головного мозку має назву «цефалізація».
Одна з перших теорій, яка пояснювала еволюційний розвиток головного мозку, належить Чарльзу Джадсону Херріку. Він вважав, що мозок попередників хребетних був слабо поділений на відділи. Впродовж свого історичного розвитку мозок у подальших хребетних ставав усе складнішим за будовою. Така теорія ідеально вписувалась в контекст scala naturae і тому на довгий час стала визначальною.
Наступним питанням було для чого утворювалися нові відділи і чому саме такі відділи. Відповідь на це намагався дати Пол Маклін зі своєю теорією «триєдиного мозку». Оскільки мозок людини вважають найрозвинутішим, то саме в людини можна знайти три історичні та функціональні відділи мозку: мозок рептилій (англ. reptile complex, R-complex). Це стовбур головного мозку, який відповідає за основні вітальні функції. Друга складова — мозок давніх ссавців (англ. paleomammalian brain), який є субпаліумом (базальні ганглії та лімбічна система), тому відповідає за такі функції, як емоції, статева поведінка. Останній відділ — мозок нових ссавців (лат. neoomammalian brain). Це — кора, яка забезпечує складну поведінку.