Il cervello, sebbene protetto dalla barriera emato-encefalica, può essere colpito da infezioni causate da diversi agenti, come virus, batteri e funghi. L'infezione può coinvolgere le meningi (meningite), la materia cerebrale (encefalite) o l'interno della materia cerebrale (ascesso cerebrale, ad esempio). Anche rare malattie causate da prioni, inclusa la malattia di Creutzfeldt-Jakob, la sua variante e la kuru, possono interessare il cervello.