Ewolucja mózgowia kręgowców dotyczyła zmian wielkości, układu liniowego i rozwoju poszczególnych części mózgowia. Zwiększenie wielkości mózgowia w stosunku do masy ciała zwierzęcia wiązało się ze zwiększeniem liczby komórek nerwowych i połączeń synaptycznych, dzięki czemu mózgowie mogło odbierać i analizować więcej informacji przy równoczesnej sprawnej kontroli procesów życiowych. Zmiana układu liniowego, w którym poszczególne części mózgowia były ułożone jedna za drugą, na układ nieliniowy, w którym większe części nakrywają części mniejsze, umożliwiła lepsze połączenie, wymianę informacji i integrację działań między elementami mózgowia. Rozwój i silna specjalizacja niektórych części mózgowia wiązały się z adaptacją zwierząt do warunków i trybu życia, dzięki czemu kręgowce mogły lepiej funkcjonować w środowisku i efektywniej wykorzystywać jego zasoby.