Внутри костных полостей и головной, и спинной мозг находятся во взвешенном состоянии и со всех сторон омываются спинномозговой жидкостью (ликвором). Спинномозговая жидкость предохраняет головной и спинной мозг от механических воздействий, обеспечивает постоянство внутричерепного давления, принимает непосредственное участие в транспорте питательных веществ из крови к тканям мозга.
Циркуляция спинно-мозговой жидкости осуществляется по желудочкам головного мозга благодаря связям между ними в субарахноидальном пространстве, а у детей также по центральному каналу спинного мозга; у взрослых этот канал местами зарастает. Из боковых желудочков спинномозговая жидкость поступает через отверстие в третий желудочек, а затем через водопровод мозга в четвертый желудочек. Из него спинномозговая жидкость переходит в подпаутинное пространство. Отток спинномозговой жидкости в венозные синусы происходит через грануляции паутинной оболочки.
Этот барьер выполняет защитную функцию, так как обеспечивает постоянство физико-химических свойств спинномозговой жидкости, что очень важно для нормального функционирования ткани мозга. Основными клеточными структурами, регулирующими ее состав, являются эндотелиальные клетки капилляров и подстилающая их базальная мембрана, а также эпителиальные клетки сосудистых сплетений мозга. Клетки неироглии участвующие в обеспечении нейронов питательными веществами, также входят в состав гематоэнцефалического барьера.