端脑，是脑的最高级部位，由胚胎时的前脑泡演化而来。在演化过程中，前脑泡两侧高度发育，形成端脑。即左、右大脑半球，遮盖着间脑和中脑，并把小脑推向后方。在端脑分化的过程中，经历了一系列不同的阶段。

对于人类而言，从胚胎的形成到随后的21天。外胚层的髓管将会演化成神经沟，而神经沟最终演化成神经管。作为中枢神经系统的前身，神经管会在之后的7天内闭合，进入下一个神经系统的发育阶段。但受先天遗传因素和环境致畸因子的影响，神经管可能也会无法闭合。如果头侧的神经沟没有闭合, 就会形成无脑畸形 (anencephaly);如果尾侧的神经沟没有闭合, 就会形成脊髓裂 (myeloschisis)。

胚胎第4周末，神经管头段形成三个膨大，即脑泡(brain vesicle)，由前向后分别为前脑泡、中脑泡和菱脑泡。此外，神经管将产生不同方向的弯曲。首先出现的是凸向背侧的颈曲(cervical flexure)和头曲(cephalicflexure)。前者位于脑与脊髓之间，后者位于中脑部，故又称中脑曲。之后，在脑桥和端脑处又出现了两个凸向腹侧的弯曲，分别称脑桥曲和端脑曲。

至第5周时，前脑泡的头端向两侧膨大，形成左右两个端脑(elencephalon)，以后演变为大脑两半球。具体来讲，这个过程伴随了端脑套层祖神经细胞的迁移和分化。在第一个阶段，出现了与嗅觉传导有关的原皮质。在第二个阶段，大量成神经细胞聚集并分化，形成梨状皮质(yriform cortex)。在第三个阶段，神经上皮细胞分裂增殖、分批分期地迁至表层并分化为神经细胞，形成了新皮质(eocortex)，这是大脑皮质中出现最晚、面积最大的部分。由于成神经细胞分批分期地产生和迁移，因而皮质中的神经细胞呈层状排列。越早产生和迁移的细胞，其位置越深，越晚产生和迁移的细胞，其位置越表浅，即越靠近皮质表层。胎儿出生时，新皮质已形成6层结构。