小儿出生时大脑的外观已与成人相似，脑表面有主要沟回，但较浅且发育不完善，皮质较薄，细胞分化较差，髓鞘形成不全，对外来刺激反应缓慢且易泛化。脑是中枢神经系统的核心，儿童脑的发育是一个连续动态的成熟过程。在胎儿期神经系统最先开始发育，出生时的新生儿大脑重量约370g，占体重的10%～12%，大脑表面已有较浅而宽的沟回，发育不完善，脑皮质较薄，细胞分化较差，髓鞘形成不全，灰质和白质的分界不明显。生后3个月时神经纤维髓鞘逐渐形成，但神经活动不稳定，皮层下中枢兴奋性较高，对外界刺激的反应较慢且易于泛化，表现出肌肉张力较高，常出现无意识的手足徐动。婴幼儿时期遇到强刺激时易发生昏睡或惊厥。随着年龄的增长，脑发育逐渐成熟与复杂化。儿童1岁时完成脑发育的50%、3岁时完成脑发育的75%、6岁时完成脑发育的90%，在基础代谢状态下，儿童脑耗氧量占机体总耗氧量的50%，而成人为20%，所以儿童对缺氧的耐受性较成人差。儿童出生时脊髓约重2～6g，结构已较完善，功能基本成熟，2岁时其结构接近成人。脊髓的结构发育与脊柱的发育相对不平衡，胎儿3个月时两者等长，新生儿脊髓下端在第2腰椎下缘。脊髓的功能发育与运动发展相平行，随着年龄的增长，脊髓的功能不断完善，运动功能更加成熟。