大脑发育分阶段进行，胎儿期是起始阶段受母体健康及营养摄入等因素显著影响，婴儿期发育极为迅速，感知觉与运动控制相关神经通路逐步发展，幼儿期神经纤维髓鞘化加速，语言、运动、认知及情绪调节相关脑区逐步发展，儿童期功能进一步完善，认知能力持续提升，高级脑区发育成熟，受遗传、早期营养、教育环境等多种因素影响。
一、胎儿期
从受孕开始至胎儿出生，此阶段是大脑发育的起始阶段。受孕后，神经元开始大量增殖，约在妊娠第3周时，神经板形成并逐渐分化为神经褶，随后神经褶闭合形成神经管，神经管将发育为脑和脊髓等中枢神经系统结构。此阶段大脑的形态结构开始初步构建，受母体健康状况、营养摄入等因素影响显著，例如母体若缺乏叶酸等营养素，可能影响神经管的正常闭合，导致胎儿出现神经管缺陷等问题。
二、婴儿期
出生至1岁左右。此阶段大脑发育极为迅速，神经突触大量形成，是突触密度发展的高峰期。婴儿通过与外界环境的接触，视觉、听觉等感知觉开始逐步发展，大脑对感觉信息的处理能力不断增强。例如，婴儿出生后几个月内，视觉系统开始能够辨别不同的形状、颜色等，这依赖于大脑在婴儿期快速发育的视觉处理相关脑区的支持。同时，运动控制相关的神经通路也在不断完善，婴儿从最初的不能自主控制头部运动，逐渐发展到能够抬头、翻身等。
三、幼儿期
1-3岁。此阶段大脑的神经纤维髓鞘化加速，使得神经传导更加高效。语言、运动等能力逐步发展，幼儿开始能够说出简单的语句，运动能力进一步提升，能够跑、跳等。大脑的认知功能也在发展，开始具备简单的分类、记忆等能力。例如，幼儿能够记住简单的儿歌、故事片段等，这与大脑在幼儿期不断发育完善的记忆相关脑区密切相关，同时，幼儿期大脑的情绪调节相关脑区也在逐步成熟，幼儿开始能够初步表达和调节自己的情绪。
四、儿童期
3岁至青春期前。此阶段大脑的功能进一步完善，认知能力持续发展，包括注意力、思维能力等不断提升。例如，儿童开始能够进行简单的逻辑推理、抽象思维等。大脑的额叶等高级脑区发育逐渐成熟，对行为的抑制、规划等功能不断增强。同时，不同脑区之间的协同合作更加协调，儿童在学习、社交等活动中大脑的整合功能不断优化。此阶段不同个体大脑发育受遗传、早期营养、教育环境等多种因素影响，如良好的教育环境能够促进儿童大脑认知功能的更好发展，而不良的早期营养可能会对大脑发育产生长期的负面影响。
