뇌는 바깥으로부터 두피, 두개골 및 뇌막, 그리고 뇌척수액 순으로 둘러싸여 있어 외부의 충격이나 위험요인들로부터 보호받고 있다.

이중에 뇌막에 염증이 생기면 뇌수막염 이라고 부르게 되며, 여러 종류의 바이러스, 세균, 결핵균 감염 등이 대부분의 원인이 된다. 이와는 달리 뇌염은 뇌실질 자체에 바이러스, 세균 등이 침범하여 염증을 일으키는 질환으로 뇌막염보다 훨씬 심각한 임상 증상 및 후유증을 남기게 된다.

일반적으로 중추신경계의 바이러스 감염이 세균성 감염보다 훨씬 많고, 세균성 감염은 진균이나 기생충 감염보다 흔하다.

위에서 언급한 바와 같이 중추신경계 감염 중, 뇌막의 감염인 경우를 뇌수막염, 뇌실질 자체에 감염인 경우 뇌염으로 분류하며, 이를 일으키는 원인균이 바이러스이면 바이러스성 뇌막염, 세균이면 세균성 뇌막염, 결핵균이면 결핵성 뇌막염으로 진단하게 되며, 뇌염도 원인균에 따라 같은 방법으로 진단명을 붙이게 된다.

대체로 바이러스성 뇌막염은 질병 경과와 예후가 양호하고, 세균성 뇌막염은 심한 후유증을 남기는 경우가 많이 있다. 하지만 모든 중추신경계 바이러스 감염은 안전하다는 것을 의미하지는 않는다. 왜냐하면 바이러스가 단순히 뇌막염을 일으키면, 감기같이 시간이 지남에 따라 증상이 호전되고 후유증 없이 완쾌되지만, 이 바이러스가 뇌실질을 침범하면 심각한 신경학적 증상 및 후유증을 유발하기 때문이다. 예를 들면, 가장 흔한 뇌막염 및 뇌염의 원인 바이러스인 장 바이러스 (Enterovirus) 에 의한 뇌막염 및 뇌염의 예후는 대체적으로 매우 양호한 것 으로 알려져 있으나, 헤르페스 바이러스나 일본뇌염 바이러스, 그리고 홍역 바이러스 등에 의한 뇌염은 심각한 후유증을 남길 수 있으며, 심지어 광견병 바이러스 (Rabies virus) 에 의한 뇌염은 치사율이 100% 이다.

뇌수막염 초기에는 발열, 두통, 보챔, 전신 쇠약감 등의 비특이적 임상 증상을 보여, 감기 등의 가벼운 감염성 질환들과 감별하기 쉽지 않다. 따라서 의심하지 않으면 진단이 늦어질 수도 있다. 뇌수막염의 주증상으로는 발열, 두통, 이유 없이 반복되는 구토 등이 있으며, 진찰상 경부 강직 등의 수막자극 증상 등이 나타난다. 뇌수막염의 확진은 뇌척수액 검사밖에 없다. 뇌염은 의식의 변화 혹은 소실, 발열, 경련 등의 증상을 보이면 임상적으로 진단을 내리게 된다. 원인 바이러스 혹은 세균을 밝혀 내기 위해서는 뇌척수액 검사가 필수적이며, 뇌실질의 염증 부위 및 정도를 평가하기 위해서 뇌 MRI 검사가 필요하다.