Alle pattedyr, fugle, fisk, krybdyr og padder har en lillehjerne, og dens primære opgave er at kontrollere og koordinere bevægelser.
Når man skal udføre en bevægelse, er det i første omgang storhjernen, der sætter musklernes bevægelser i gang. Men inden disse nervesignaler bliver sendt til musklerne, bearbejdes de af lillehjernen.
Den udglatter og koordinerer bevægelserne, så musklerne i for eksempel armen, hånden og fingrene arbejder perfekt sammen, når vi rækker ud efter en genstand.
Lillehjernen modtager også information fra vores sanser og bearbejder dem, så bevægelserne kan justeres, hvis genstanden for eksempel flytter sig.