Aju on nimetatud universumi kõige keerulisemaks loominguks. See on pehmete kudede organ, mis asub kõvas ja luulises koljus ehk kolju ülemises osas. Koljus hõljub aju tserebrospinaalvedelikus, mis on selge vedelik, millel on mitu füüsilist ja immunoloogilist kaitsefunktsiooni.

Teadlased jagavad aju kolmeks põhiosaks: eesaju , mis on kõige arenenum, keskaju ja tagaaju , mis on kõige vähem arenenud. Eesaju koosneb kahest põhiosast: telentsefaloonist, mis hõlmab ajukoore, hipokampuse ja basaalganglionid, ning dientsefaloonist, mis sisaldab talamust, hüpotalamust, epitaalamust, subtalamust ja käbinääret. Tagaaju hõlmab kolme ajustruktuuri: väikeaju, pons ja medulla oblongata. Keskaju on väike struktuur, mis asub eesaju ja tagaaju vahel. Aju kõige hämmastavam omadus on selle plastilisus ehk võime muuta oma struktuuri ja organisatsiooni kogu eluea jooksul vastusena geneetilistele ja keskkonnamõjudele.

Ajukoore peetakse laialdaselt inimese aju kõige arenenumaks osaks. See on õhuke halli koe kiht, mis on kokkuvolditud soonte ja voltide kujul (nagu pehme kott) ning moodustab kaks poolringikujulist kujundit ehk poolkera (hemi tähendab poolt). Kumbki poolkera kontrollib keha ühte poolt, kuid kontrollid on vastupidised: vasak poolkera kontrollib keha paremat poolt ja parem poolkera keha vasakut poolt – seda nähtust nimetatakse aju lateralisatsiooniks.

Igal poolkeral on neli sagarat: otsmikusagara, parietaalsagara, kuklasagara ja oimusagara. Otsmikusagarad osalevad planeerimises, arutlemises, emotsioonide kontrollimises ja muudes olulistes kõrgema järgu funktsioonides. Parietaalsagarate toetatavate paljude protsesside hulka kuuluvad maitse-, kompimis- ja temperatuuritaju. Kuklasalvad töötlevad seda, mida me näeme, ning muude funktsioonide hulgas tegelevad kuju, värvi ja liikumisega. Oimusagarad toetavad paljusid funktsioone, näiteks helitugevuse ja sageduse töötlemist muusikas ja kõnes. Need on seotud uute mälestuste tekkimise ja meenutamisega.

On hinnatud, et ajus on hämmastavalt palju – 100 miljardit omavahel ühendatud närvirakku ehk neuronit. Kõik, mis meie ärkvelolekus ja unes toimub – olgu siis hingamine või neelamine, vaatamine, kuulamine, puudutamine või maitsemine, lugemine või kirjutamine, laulmine või tantsimine, vaikselt mõtlemine või oma mõtete väljaütlemine, armastamine või vihkamine, kõnnimine või jooksmine, spontaanselt planeerimine või tegutsemine, ettekujutamine või loomine – kõik toimub selles tohutus arvus neuronites ja on nende kontrolli all. Ajus sünnivad, elavad ja surevad neuronid suure saladuse väljendus.