La sezione della pia madre che avvolge il cervello è conosciuta come la pia madre craniale. È ancorata al cervello dai processi degli astrociti, che sono cellule gliali responsabili di molte funzioni, incluso il mantenimento delle condizioni ideali nello spazio extracellulare. La pia madre si unisce all'ependima, epitelio che riveste i ventricoli cerebrali implicato nella produzione del liquido cerebrospinale. Insieme agli altri strati meningei, la funzione della pia madre è quella di proteggere il sistema nervoso centrale contenendo il fluido cerebrospinale, che attutisce gli urti e protegge il cervello e la spina dorsale.