人類的腦部是由大腦新皮質層、大腦邊緣系統、大腦基底核、丘腦下部、小腦、腦幹、脊髓和腦下垂體等八種機能各個不同的組織所組成。 而其中，腦幹又包括延髓、腦橋、中腦和視丘；大腦則分列左、右二半球和聯接其間的腦梁（又稱胼胝體）。

這個結構複雜的人腦大約是由一百四十億個腦細胞所構成。 其中具有感覺、思考等中樞神經功能的神經細胞，約四至五億之間；其他的則屬於專司保護及供給養份滋養神經細胞的膠質細胞。

神經細胞會長出一種類似樹枝狀的突出物，稱為樹狀突。 而其中伸得最長的一支稱為軸突； 軸突前端會分支而與另一個神經細胞的軸突相連接，其連接點就稱為突觸。 突觸最主要的功能就是擔任神經細胞間的聯繫，相當於電腦中的半導體。 一個神經細胞可以擁有有數十，甚至數百個突觸，因此就整個腦部來說，至少也有好幾千億個突觸，即使是世界最大型的電腦也無法使用這麼多的半導體，可見人體容量的偉大。

為了避免腦細胞受到有害物質的侵入而影響人體的生命機能，人體在腦部的血管中設定了一套極為嚴格的過濾系統，而DHA是極少數可以通過檢查哨進入腦細胞的營養素。

除此之外，DHA可以使得細胞膜的分子構造變得非常柔軟，因而致使細胞體也變得柔軟；細胞柔軟後，從細胞生出的突觸在傳遞和接收訊息（神經細胞的電氣訊號）時也變得迅速快捷。 一旦傳遞迅速，學習力自然增加，記憶力也跟著提高，整個腦力大幅度提升。

人類的腦細胞在三歲以前會不斷的成長，但自二十至三十歲之間開始，腦細胞會以一天約十萬個的比率逐漸死亡減少。 死亡的腦細胞不會再度復活，即使 DHA能夠提高腦力，也無法增加腦細胞的數量；但是DHA卻具有使仍然存活的腦細胞活性化的力量。 因此，如果在適當的時間加強補充DHA，還會有意想不到的效果。 例如，青少年升學期間，DHA可以幫助記憶和學習，老年人則避免癡呆症的發生。

除了有助於提升腦力外，DHA對初生嬰兒的腦部發育更為重要。 如對孕婦的胎盤進行檢查時，會發現其中含有大量的DHA。 這些DHA會隨著母親的血液經由臍帶注入胎兒腦部；或是經由母親的乳汁進入寶寶的體內。

根據醫學報導，人類發育的過程中，在出生前後，DHA會快速積存；懷孕最後三個月，胎兒大腦與小腦的DHA會增加三至五倍。 這種成長的速度將會一直持續到胎兒出生及出生後十二周內。 由於懷孕及哺乳婦女的DHA會大量降低；因此，如果希望哺育一個健康聰明的寶寶，那麼母親對DHA的攝取就非常重要了。

對大腦而言，DHA能夠促進腦細胞的活化和生命力，強化神經樹突與軸突的延伸，提高腦神經的傳導速度，真的是維持腦部機能不可或缺的重要物質。