100–200 ml fargeløs, vannklar væske som fyller rommet mellom de to hjerne-ryggmargshinnene arachnoidea og pia mater, hjerneventriklene og ryggmargskanalen, slik at hele sentralnervesystemet er omgitt av væske, se hjerne. Cerebrospinalvæsken består hovedsakelig av vann med små mengder sukker og salter i tillegg til spor av protein, og normalt inneholder den ingen eller bare meget få celler. Væsken skilles ut til hjerneventriklene fra et karførende bindevev (plexus chorioideus), og den suges opp igjen av venesystemet i den harde hjernehinnen (dura mater) slik at væsken stadig fornyes. På denne måten sirkulerer det hos voksne ca. 500 ml i døgnet. Cerebrospinalvæsken regulerer trykket i kraniet, den beskytter hjernevevet, og den har også avgjørende betydning for stoffskiftet og blodomløpet i hjernen.
Ved visse sykdommer i sentralnervesystemet (f.eks. ved subaraknoidalblødning) kan cerebrospinalvæsken være blodig og ved betennelse i nervesystemet inneholde hvite blodceller i store mengder (f.eks. ved meningitt). Ved noen sykdommer i sentralnervesystemet dannes det antistoffer, som en kan påvise ved elektroforese av cerebrospinalvæsken, som f.eks. ved multippel sklerose. Ved hjernehinnebetennelse (meningitt) kan det finnes bakterier, f.eks. meningokokker ved smittsom hjernehinnebetennelse. Prøve av cerebrospinalvæsken (se lumbalpunksjon) kan derfor være et verdifullt diagnostisk hjelpemiddel. Samtidig med at man tar prøven, måler man også trykket, som normalt svarer til ca. 150 mm vann. Trykket kan imidlertid mangedobles ved betennelsestilstander og ved svulster og blødninger i hjernen og dens hinner. Slikt økt trykk kan ofte også påvises ved øyebunnsundersøkelse ( se oftalmoskopi), som bør gjøres før lumbalpunksjon. Ved spinalanestesi sprøytes det bedøvende stoffer inn i cerebrospinalvæsken som omgir ryggmargen. Ved spesielle røntgenundersøkelser sprøytes kontraststoff inn i cerebrospinalvæsken (se myelografi).