脊髄小脳は虫部と半球中間部からなり系統発生的には前庭小脳よりも新しい。脊髄小脳と呼ばれる理由は脊髄から体性感覚入力と固有感覚入力を受けるからである。虫部は頭部と近位体幹部から体性感覚入力のほか、視覚入力、聴覚入力、前庭感覚入力を受ける。また室頂核を経由して大脳皮質および脳幹領域に出力し、ここから体幹と四肢の近位筋群を制御する内側下降路系が生じる。虫部に隣接する半球中間部は四肢からの体性感覚入力を受ける。半球中間部のニューロンは中位核（球状核と栓状核を含む）に投射し、これが外側皮質脊髄路系と赤核脊髄路系を修飾し、より遠位の肢や指の筋を制御する。
大脳小脳.
大脳小脳は半球の外側部からなる。大脳小脳は系統発生学的に最も新しく、ヒトや類人猿では猿や猫に比べてはるかに大きく発達している。大脳小脳の入力元と出力先の大部分は大脳皮質である。大脳小脳の出力は歯状核を経由して運動野、運動前野、前頭前野に送られる。大脳半球は運動の計画と実行に関与する。ワーキングメモリーのように運動の計画と直接結びつかない認知機能にも関与している可能性がある。
深部小脳核.
ば使用される。
一般的に、どの神経核も小脳の解剖学的区分と関連している。歯状核は小脳半球外側の深部にあり、挿入核は中間帯に、室頂核は小脳虫部に位置する。これらの構造的関連性は、神経核と小脳皮質の神経回路において維持されている。すなわち、歯状核は小脳半球外側からの神経刺激の大半を受け取り、挿入核・室頂核はそれぞれ中間帯・虫部からの信号のほとんどを担当している。
小脳脚.
小脳からの出力信号のほとんどは、小脳脚に送られる前に小脳核を経由する。重要な例外ルートとして、プルキンエ細胞による前庭神経核の直接抑制がある。
上小脳脚.
主に小脳から出る伝導路が通過し中脳に連絡する。歯状核赤核視床路（歯状核から上小脳脚を通過し上小脳脚交叉で交叉し、体側の赤核や視床に向かう）が中脳や間脳にむかう。深部小脳核からの出力線維の大部分は上小脳脚を通る。
上小脳脚の萎縮を示す疾患は進行性核上性麻痺、マチャド・ジョセフ病、歯状核赤核淡蒼球ルイ体萎縮症などが知られている。多系統萎縮症は上小脳脚の萎縮を示さないのが通常であるため、進行性核上性麻痺と多系統萎縮症の鑑別でしばしば利用される所見になる。
中小脳脚.