Het cerebellum (de‘ kleine hersenen’) is primair betrokken bij de coördinatie van de houding en de bewegingen van het lichaam. Het cerebellum ontvangt informatie van alle sensibele modaliteiten en heeft een belangrijke invloed op de motoriek, maar is niet essentieel voor de bewuste perceptie van de sensibiliteit, noch voor de mogelijkheid willekeurige bewegingen uit te voeren. Het cerebellum is vooral betrokken bij snelle, opeenvolgende en simultane bewegingen. Zonder het cerebellum zouden willekeurige bewegingen langzamer, grover en ongecoördineerd verlopen. De invloed van het cerebellum op de motoriek is vooral gericht op een voortdurende bijstelling van de output van andere delen van het motorische systeem, zodanig dat soepele bewegingen ontstaan. Laesies van het cerebellum verstoren de coördinatie van de oog- en extremiteitsmotoriek en van het evenwicht en leiden tot een lagere spiertonus.
