Tümbeynin yapısı, sinir sisteminin öbür bölümlerine göre belirgin olarak karmaşıktır. Embriyodaki beyin keseciği üçe, daha sonra 1. ve 3.’nün ikiye bölünmesiyle beşe bölünür. Bu beş bölüm, önden arkaya doğru şöyle sıralanabilir: Her ikisi de önbeyinden gelişen uçbeyîn ve arabeyîn, ortabe-yin, artbeyinden kaynaklanan me-tansefal ve miyelansefal.
Uçbeyin ilerde beyin yarıkürelerini oluşturacak olan iki loba ayrılır. Bunların merkezindeki boşluklar, ilk yan karıncıkları oluştururlar. Bu karıncıklar da Monro delikleri aracılığıyla arabeyne ait olan 3. karıncığa açılırlar. Bu dönemde uçbeyin koku loplarının, asal çekirdelderin (ya da çizgili cismin) ve koku soğanlarının taslağı durumundadır. Uçbeynin kubbesi beyin kabuğu (paUiunifolarak adlandırılır. Beyin kabuğu balıklarda incedir, daha üst yapılı canlılardaysa bir kabuk biçimini alır.
Bozmadde, omuriliktekinin tersine çevreyi kaplar. Sürüngenlerde beyin kabuğu özellikle koku yollarından oluşur: Bu, en eski kabuk ya da koku beynidir. Kuşların beyin kabuğu özellikle görme işlevine sahiptir. Memelilerde beyin kabuğu, karmaşık görevleri olan yeni kabuğu kapsar. Ayrıca, iki beyin yarıküresini birbirine bağlamak üzere birleşekler gelişir: Bu, sürüngenlerde ve kuşlarda beyin üçgenidir, memelilerde, ek olarak bir de nasırlı cisim ya da beyin büyük birleşiğini içerir.
¡(«yaşayışlılar ve sürüngenler kuşlar
balıkla [ j memeliler
omurgalılarda beyin yarıkürelerinin göreceli hacimleri
Arabeyin, talamusun, epitalamusun ve hipotalamusun kökenini oluşturur. Kaim olan tabanı, görsel yatağı verir. Hipofiz ve epifiz ya da kozalaksı bez de buradan gelişir.
Ortabeyin, arkada görme loplarını, önde beyin saplarını oluşturur. Boşluğu da Sylvius kanalı olarak adlandırılır. Beyincik kökenini metanse-falden alır. Bozmadde de çevresini oluşturur. Biçimi, canlı gruplarına göre değişiklik gösterir: Özellikle balıklarda, kuşlarda ve memelilerde gelişmiştir. Son iki grupta iki beyin yarıküresini ayıran orta hattâ bir orta kabartı içerir. Memelilerde beyinciğe giden ve beyincikten gelen lifler 3 çift beyincik sapını oluştururlar. Metan-sefalin ön çeperi ayrıca beyin tümseği ya da Varol köprüsü’nü verir. Beynin son bölümü olan miyelansefal, soğaniliği oluşturur. Bunun arka çeperi incedir; ön çeperi akmadde ve bozmaddeden oluşan kordonları kapsar.