Kysymys siitä, vaikuttaako aivojen koko älykkyyteen, on kiistanalainen tieteessä, eikä asiasta ole varmuutta. On näyttöä siitä, että aivojen koko voi vaikuttaa, mutta on myös näyttöä siitä, että se ei ole tärkein tekijä. Joidenkin asiantuntijoiden mukaan aivojen koko näyttää olevan tärkeämpi tietyille älykkyydelle kuin toisille. Eläinkunnassa on tehty tutkimuksia, jotka ovat myös osoittaneet suuria ristiriitoja aivojen koon ja älykkyyden suhteen eri lajien välillä, ja tämä on yleensä tehnyt tiedemiehistä epävarmempia asiasta.
Eläimet, jotka ovat tehneet tiedemiehistä epävarmimpia, ovat linnut. Monet lintulajit, erityisesti varisperheen lajit, osoittavat hyvin monimutkaista sosiaalista käyttäytymistä ja osoittavat kykynsä monimutkaisiin päättelyihin. He pystyvät yleensä tekemään tämän huolimatta siitä, että heidän aivonsa ovat pienempiä kuin monilla lajeilla, joilla on vähemmän valtavat kognitiiviset kyvyt. Jotkut asiantuntijat ajattelevat, että tämä johtuu siitä, että linnuilla on erityisen monimutkaiset neuronirakenteet, joiden avulla heidän aivonsa voivat olla tehokkaampia.
On myös muita tutkimuksia, jotka osoittavat vahvan suoran suhteen aivojen koon ja älykkyyden välillä. Nämä tutkimukset ovat tutkineet älykkyystestejä monilla lajeilla ja keskittyneet yleisempaan ongelmanratkaisukykyyn. Näiden tulosten syy on kiistanalainen. Jotkut asiantuntijat ajattelevat, että yksinkertaisesti fyysisesti isompana oleminen saa eläimet jostain syystä vaatimaan enemmän älykkyyttä, kun taas toisten mielestä aivojen koko on ensisijainen tekijä.
Ihmisillä myös aivojen koon ja älykkyyden tutkimukset ovat olleet suhteellisen ristiriitaisia. Esimerkiksi useimmilla miehillä on suuret aivot kuin useimmilla naisilla, mutta tutkimuksissa ei ole voitu löytää tilastollisesti merkitseviä eroja älykkyydessä miesten ja naisten välillä. On monia tapauksia, joissa ihmiset, joilla on paljon pienemmät aivot, ovat pystyneet osoittamaan paljon enemmän henkistä kapasiteettia kuin ihmiset, joilla on suuret aivot. Yleensä on totta, että aivojen koko ja kehon koko liittyvät yleensä suhteellisesti ihmisten kesken, mutta älykkyys ja kehon koko eivät usein ole toisiinsa yhteydessä.
Jotkut asiantuntijat ajattelevat, että aivojen rakenteella tai ehkä tiettyjen aivojen osien erityisellä koolla on enemmän tekemistä älykkyyden kanssa. On myös näyttöä siitä, että aivojen koko muuttuu henkilön kokemuksen perusteella, ja kun ihmiset saavat enemmän henkistä tietoa, heidän aivonsa voivat todella kasvaa. On paljon todisteita, jotka viittaavat siihen, että tämä tapahtuu lapsuuden vuosina, jolloin ihmiset kehittyvät, mutta on myös joitain todisteita siitä, että se tapahtuu sen jälkeen, kun ihmiset ovat saavuttaneet aikuisuuden.