En anatomie, un noyau est une structure cérébrale (pluriel = noyaux). Il s'agit d'un groupe compact de neurones. C'est l'une des deux formes les plus courantes d'organisation des cellules nerveuses, l'autre étant des structures en couches telles que le cortex cérébral ou le cortex cérébelleux. Le même type de structure dans le système nerveux périphérique est appelé ganglion. Certains des noms traditionnels des noyaux cérébraux utilisent également ce mot.
En coupe anatomique, un noyau apparaît comme une région de matière grise, souvent bordée par de la matière blanche. Le cerveau des vertébrés contient des centaines de noyaux, qui varient en forme et en taille. Un noyau peut avoir une structure interne complexe, avec plusieurs types de neurones disposés en amas (sous-noyaux) ou en couches.