La barrière hémato-encéphalique (BHE) est une barrière de perméabilité très sélective. Elle contrôle ce qui passe du sang au cerveau et ce qui n'y passe pas.

Par exemple, les éléments dont le cerveau a besoin pour survivre (eau, glucose et acides aminés) peuvent passer la barrière. Cependant, la barrière empêche de nombreuses choses nuisibles, comme les bactéries et les virus, de pénétrer dans le cerveau. Cela permet de protéger le cerveau contre les infections.

La barrière hémato-encéphalique est formée par les cellules endothéliales capillaires. Elle permet le passage de l'eau, de certains gaz et de molécules liposolubles par diffusion passive. Elle permet également le transport sélectif de molécules telles que le glucose et les acides aminés qui sont essentiels à la fonction nerveuse. D'autre part, la barrière hémato-encéphalique peut empêcher l'entrée de neurotoxines grâce à un mécanisme de transport actif.

Quelques petites zones du cerveau n'ont pas de barrière hémato-encéphalique.