Biała istota mózgu znajduje się pod powierzchnią szarej substancji lub Kora mózgowa z mózg. Istota biała składa się z aksonów komórek nerwowych, które rozciągają się od neuron ciała komórkowe istoty szarej. Te włókna aksonowe tworzą połączenia między komórkami nerwowymi. Włókna nerwowe istoty białej służą do połączenia mózg z różnymi obszarami mózgu i rdzeń kręgowy.
Większość podkorowego obszaru mózgu składa się z istoty białej z rozproszonymi masami istoty szarej. Konglomeraty istoty szarej znajdujące się poniżej kory obejmują m.in. zwoje podstawy, nerw czaszkowy jądra i śródmózgowie struktury takie jak jądro czerwone i istota czarna.
Podstawową funkcją istoty białej mózgu jest zapewnienie ścieżki do łączenia różnych obszarów mózgu mózg. Jeśli ta materia mózgowa ulegnie uszkodzeniu, mózg może sam się okablować i ustanowić nowe połączenia nerwowe między materią szarą i białą. Wiązki aksonów istoty białej mózgu są złożone z trzech głównych rodzajów przewodów z włókien nerwowych: włókien komisuralnych, włókien asocjacyjnych i włókien projekcyjnych.
Włókna asocjacyjne łączą regiony kory na tej samej półkuli. Istnieją dwa rodzaje włókien asocjacyjnych: krótkie i długie. Krótkie włókna asocjacyjne można znaleźć tuż poniżej kory i głęboko w istocie białej. Włókna te łączą mózg Gyri. Łączą się długie włókna asocjacyjne płaty mózgowe w obrębie obszarów mózgu.
Biała materia mózg zaburzenia zwykle wynikają z nieprawidłowości związanych z otoczką mielinową. Brak lub utrata mieliny zakłóca transmisje nerwowe i powoduje problemy neurologiczne. Wiele chorób może wpływać na istotę białą, w tym stwardnienie rozsiane, otępienie i leukodystrofie (zaburzenia genetyczne, które powodują nieprawidłowy rozwój lub zniszczenie istoty białej). Zniszczenie mieliny lub demielinizacja może również wynikać z zapalenia, naczynie krwionośne problemy, zaburzenia odporności, niedobory żywieniowe, udar mózgu, trucizny i niektóre leki.