Anatomia makroskopowa thumb|Móżdżek widziany z góry i z tyłu Móżdżek leży w dole tylnym czaszki. Z przodu od niego znajdują się komora czwarta, most i rdzeń przedłużony. Od leżącego powyżej kresomózgowia oddziela go warstwa skórzastej opony twardej zwana namiotem móżdżku. Wszystkie połączenia móżdżku z innymi strukturami mózgowia przebiegają przez most. Anatomia zalicza móżdżek wraz z mostem do tyłomózgowia wtórnego, stanowiącego górną część tyłomózgowia. Na podobieństwo kresomózgowia móżdżek dzieli się na dwie półkule, zawiera również wąską strefę pośrodkową zwaną robakiem. Zbiór dużych fałdów służy umownie do podziału na 10 płatów. Dzięki dużej liczbie drobnych komórek ziarnistych móżdżek zawiera więcej neuronów, niż kora nowa, i to 3,6 razy. Wartość ta utrzymuje się u wielu różnych gatunków ssaków.
Większą część objętości móżdżku stanowi bardzo gęsto pofałdowana warstwa istoty szarej: kora móżdżku. Jej grzbiety noszą nazwę zakrętów. Szacuje się, że gdyby kora móżdżku człowieka została całkowicie rozprostowana, byłaby warstwą długą na 1 metr i szeroką na 5 cm, co daje powierzchnię 500 cm², upakowaną w objętość o wymiarach 6 cm × 5 cm × 10 cm.