Kuten isossa aivossa, pikkuaivoissa on kaksi pallonpuoliskoa. Aivopuoliskot sijaitsevat kummallakin puolella pientä aluetta, jota kutsutaan vermiksi, joka erottaa kaksi pallonpuoliskoa keskellä. Jokainen pikkuaivopuolisko on jaettu edelleen viiteen lohkoon. Pikkuaivojen syvät taitokset erottavat kymmenen lohkoa. Aivojen alempaan takaosaan sijoitettu pikkuaivo sijaitsee aivojen alapuolella ja ponsien takana.
Ulkopuolelta aivopuoliskot erottuvat tiukoista, yhdensuuntaisista taitteista. Tämä on erilainen kuin aivo, jossa on suuria, pinnan taitoksia, jotka näyttävät mutkaisilta. Aivokuoren aivokuori on itse asiassa yksi jatkuva aivokudoskerros, joka on tiukasti taitettu päälle. Vaikka pikkuaivopuoliskot edustavat vain kymmenen prosenttia aivojen tilavuudesta, ne sisältävät enemmän neuroneja kuin muut aivot. Tämä on mahdollista, koska aivot ovat tiiviisti taitettu.
Jokaisen aivopuoliskon syvällä sijaitsevat syvät ytimet. Kaikki lähtevät signaalit lähetetään näiden ytimien kautta. Aivopuoliskon aivokuori arvioi saapuvat viestit, jotka välittävät aistinvaraisia ja muita tietoja aivoista. Tämä aivojen osa koordinoi liikkeen hienosäätöä, kun aistiviestit vastaanotetaan ja lihaksille lähetetään signaaleja. Pikkuaivovaurio aiheuttaa liikkeiden koordinoinnin ja ajoituksen puutteen sekä muita ongelmia, mukaan lukien puheongelmat.
Toiminnallisesti pikkuaivo on jaettu kolmeen osaan. Pontocerebellum koostuu suurimmasta osasta aivokuoren aivokuorta. Aivopuolen tämän osan vaurioituminen ilmenee yleensä koordinaation puutteena samalla kehon puolella kuin vaurio. Vestibulocerebellumin vammalle tai sairaudelle on ominaista huimaus ja koordinoimaton kävely. Jos spinocerebellum on vaurioitunut alkoholista, vammasta tai sairaudesta, kävelykävely muuttuu huimaavaksi ja asento muuttuu.
Useat häiriöt vaikuttavat pikkuaivoihin. Spinocerebellar ataksia on rappeuttava geneettinen sairaus, jolle on tunnusomaista asteittainen koordinaation menetys. Yli kymmenen erilaista spinocerebellar ataksiaa tunnetaan riippuen kyseessä olevasta geenimutaatiosta. Tutkimus on paljastanut yhteyden autismin ja aivopuoliskon koon pienenemisen välillä. Aivohalvaukset ja aivovammat vaikuttavat myös pikkuaivojen toimintaan ja johtavat liikkeen hallitsemattomuuteen.