Імпульси, які надходять в кору великого мозку, аналізуються, розрізняються, синтезуються, з’єднуються. Здатність кори розділяти, вичленувати і розрізняти окремі подразнення, диференціювати їх і є виявленням аналітичної діяльності кори великого мозку. Якщо початковий аналіз подразнень починається вже в рецепторах, то вищі форми аналізу відбуваються в корі великого мозку.
З аналітичною діяльністю кори великого мозку тісно пов’язана її синтетична діяльність, яка виявляється в об’єднанні, узагальненні збудження, що виникло в різних її ділянках під дією різних подразників. Прикладом синтетичної діяльності кори великого мозку може бути утворення тимчасового зв’язку, який лежить в основі вироблення будь-якого умовного рефлексу. Аналіз і синтез нерозривно пов’язані між собою, і в корі відбувається складна аналітико-синтетична діяльність.