Capa de substància grisa, d'1 a 1,5 mm de gruix, que recobreix la substància blanca del cerebel. Consta d'una capa externa o molecular, amb cèl·lules poc nombroses i fibres molt abundants, una capa interna o granulosa, amb múltiples cèl·lules, i una capa mitjana, situada entre aquestes, molt prima, formada per una sola fila de cèl·lules gruixudes, pròpies del cerebel, anomenades cèl·lules de Purkinje. La capa molecular conté les cèl·lules estrellades petites i les cèl·lules estrellades grans de Cajal (cèl·lules de cistella). La capa granulosa conté les cèl·lules granuloses (grans de la capa interna) i les cèl·lules neurològiques.