脑和脊髓的被膜脑和脊髓的被膜共有三层，由外向内依次为硬膜、蛛网膜和软膜。三层膜在脑和脊髓互相连续。包在脊髓外的三层膜分别称为硬脊膜、蛛网膜和软脊膜；而包在脑外的三层膜分别称为硬脑膜、蛛网膜和软脑膜。它们具有保护和支持脑、脊髓的作用。
硬膜的特点是厚而坚韧，可保护脑、脊髓并防止细菌的入侵。有些部位的硬脑膜分成二层，形成含有静脉血的管道；称为硬脑膜静脉窦，收集脑的静脉血。蛛网膜由很薄的结缔组织构成，是一层无血管的透明薄膜。蛛网膜在颅顶部形成颗粒状突起并伸入硬脑膜静脉窦内，称为蛛网膜颗粒。脑脊液主要经蛛网膜颗粒回到硬脑膜静脉窦内而进入血液循环。
软膜很薄，具有丰富的血管，紧贴脑脊髓的表面，不易分离。在脑室的某些部位，软脑膜上的血管与脑室管上皮共同突向脑室形成丛，产生脑脊液。
硬脊膜与椎管之间的腔隙称为硬膜外腔；在蛛网膜与软脑膜之间的腔隙称为蛛网膜下腔。各腔内含有液体，尤其是蛛网膜下腔含有大量透明的脑脊液。在脊髓末端的蛛网膜下腔较为扩大，临床抽取病人的脑脊液或向脑脊液内注入药物时，常在此处作腰椎穿刺。