在胎兒時期，神經系統發育最早，尤其是腦的發育最為迅速。新生兒腦重已達成人腦重的25%左右。
出生時神經細胞數目已與成人接近，但其樹突和軸突少而短。小兒出生后，皮層細胞的數目不再增加，腦重的增加主要是神經細胞體積增大和樹突的增多、加長，以及神經髓鞘的形成和發育。
出生時神經髓鞘的形成和發育不完善，神經纖維約在4歲時才完成髓鞘化。故在此之前，尤其是嬰幼兒時期，由于神經髓鞘形成不完善，當外界刺激作用于神經纖維傳入大腦時，因沒有髓鞘的隔離，興奮可傳人鄰近的神經纖維，不易在大腦皮層形成明確的興奮灶;同時，各種刺激引起的神經沖動在無髓鞘的神經傳導速度也較緩慢。這就是嬰幼兒對外來刺激的反應較慢且易于泛化的主要原因，因不易形成興奮灶，故易疲勞而進入睡眠狀態。