Hành não là phần thần kinh trung ương tiếp nối với tủy sống, nằm ở phần thấp nhất của hộp sọ, ngay sát trên lỗ chẩm.
Hành não là nơi xuất phát của nhiều dây thần kinh sọ (từ dây V đến dây XII) trong đó quan trọng nhất là dây X.
Đặc biệt, hành não là trung tâm của nhiều phản xạ đóng vai trò sinh mạng. Vì vậy, khi hành não bị tổn thương, bệnh nhân sẽ Tu vong.
Hành não có chức năng dẫn truyền cảm giác và vận động tương tự tủy sống vì tất cả các đường dẫn truyền của tủy sống đều đi qua hành não.
Hành não chứa trung tâm vận mạch và nhân của dây X nên nó là trung tâm của nhiều phản xạ quan trọng đối với hoạt động tim mạch:
Khi huyết áp tăng, các receptor nhận cảm áp suất (baroreceptor) ở quai động mạch chủ và xoang động mạch cảnh sẽ bị kích thích, từ đây có các xung động đi theo dây Cyon và Hering đến hành não kích thích dây X làm tim đập chậm, yếu, đưa huyết áp trở lại bình thường.
Khi ấn mạnh vào nhãn cầu sẽ kích thích vào dây V, xung động đi vào hành não kích thích dây X làm tim đập chậm lại. Phản xạ này được dùng để chẩn đoán và cấp cứu bệnh nhân bị nhịp nhanh kịch phát trên thất.
Đấm mạnh vào vùng thượng vị hoặc khi mổ co kéo các tạng trong ổ bụng nhiều sẽ kích thích mạnh vào phần cảm giác của dây X, xung động truyền về hành não, kích thích dây X đi xuống ức chế tim làm tim ngừng đập và có thể ch*t.
Hành não chứa một nhân xám gọi là nhân tiền đình có chức năng làm tăng trương lực cơ. Ngược lại, ở não giữa có nhân đỏ làm giảm trương lực cơ. Cả hai nhân này cùng phối hợp với nhau để điều hòa trương lực cơ cho cơ thể.
Để chứng minh tác dụng làm tăng trương lực cơ của nhân tiền đình, người ta đã làm thí nghiệm như sau:
Cắt ngang não của một con thỏ ở ranh giới giữa hành não và não giữa ta sẽ thấy tất cả các cơ của con vật đều tăng trương lực vì chức năng của nhân đỏ đã mất và nhân tiền đình phát huy tác dụng.
Con vật sẽ có một tư thế đặc biệt: các chân duỗi thẳng, lưng cong lại, đầu và đuôi gập về phía lưng. Hiện tượng đó gọi là duỗi cứng mất não.