Tra la pia madre è l'aracnoide vi è uno spazio detto spazio subaracnoideo dove si trovano i plessi corioidei e le trabecole o filamenti fibrosi, che collegano e stabilizzano i due strati, consentendo adeguata protezione e facilitando il movimento di proteine, elettroliti, ioni e glucosio contenuti nel liquido cerebrospinale. La pia madre riveste i vasi destinati all'encefalo nella parte in cui penetrano nel tessuto nervoso e delimita uno spazio occupato da liquido interstiziale, non in comunicazione con il liquido cefalorachidiano degli spazi subaracnoidei. Negli spazi perivascolari, la pia madre comincia come rivestimento mesoteliale della superficie esterna, ma le cellule vengono in seguito sostituite da neuroglia.