Otrzymuje dane wyłącznie z kory mózgu (zwłaszcza z płata ciemieniowego) poprzez jądra mostu (szlak korowo-mostowo-móżdżkowy) i wysyła je głównie do brzuszno-bocznego wzgórza (związek z obszarami motorycznymi kory przedruchowej i pierwszorzędowej kory ruchowej) oraz jądra czerwiennego. Panuje niezgoda odnośnie do najlepszego sposobu opisu funkcji bocznego móżdżku. Uważa się go za zaangażowany w planowanie ruchów, które mają nastąpić, w ewaluację informacji czuciowej do działania i w liczne funkcje czysto poznawcze, jak ustalanie czasownika najlepiej pasującego do danego rzeczownika (np. „siedzieć” do „krzesło”).
Histologia thumb|Mikroobwody móżdżkuSkróty: • (+): Pobudzanie • (-): Hamowanie • MF: Włókna kiciaste móżdżku • DCN: Jądra móżdżku • IO: Dolne jądro oliwki • CF: Włókna pnące • CFC: Kolaterale włókien pnących • GC: Komórka ziarnista móżdżku • PF: Włókna równoległe • PC: Komórki Purkiniego • GgC: Komórka Golgiego • SC: Komórka gwiaździsta • BC: Komórka koszyczkowa thumb|Przekrój poprzeczny przez zakręt móżdżku, ukazujący najważniejsze rodzaje komórek i połączeń Dwa rodzaje neuronów odgrywają dominującą rolę w obwodach móżdżku: komórki Purkiniego i komórki ziarniste. Podobnie wyróżnia się 3 typy aksonów: włókna kiciaste i włókna pnące (dochodzące do móżdżku z zewnątrz) i włókna równoległe (aksony komórek ziarnistych).