Hay cuatro núcleos cerebelosos profundos incrustados en la sustancia blanca del centro medular.

Se trata de los núcleos fastigial, globoso, emboliforme y dentado.

Los núcleos vestibulares del tronco encefálico son estructuras análogas a los núcleos profundos, ya que reciben tanto fibras musgosas como células de Purkinje.

[1]​ De lateral a medial, los cuatro núcleos cerebelosos profundos son el dentado, el emboliforme, el globoso y el fastigial.

En general, cada par de núcleos profundos se asocia con una región correspondiente de la anatomía de la superficie cerebelosa.Estas relaciones estructurales se mantienen generalmente en las conexiones neuronales entre los núcleos y la corteza cerebelosa asociada,