大脑主管逻辑思维的是左脑（左半球）部分。
左脑（左半球）是处理言语，进行抽象逻辑思维、集中思维、分析思维的中枢；它主管着人们的说话、阅读、书写、计算、排列、分类、言语回忆和时间感觉。左脑具有连续性、有序性、分析性等机能，它是人类大脑器官的左部，和人的左手同侧。
与此相反，右脑（右半球）则是处理表象，进行具体形象思维、发散思维、直觉思维的中枢；它主管着人们的视知觉、复杂知觉模型再认、形象记忆、认识空间关系、识别几何图形、想象、做梦、理解隐喻、发现隐蔽关系、模仿、音乐、节奏、舞蹈以及态度、情感等，具有非连续性、弥漫性、整体性等功能。
通过核磁共振扫描仪对人脑的扫描的实验发现，在完成语言，逻辑思维等任务的时候左右脑都会参与。因此神经学家研究发现，并不存在优势右脑或者优势左脑的情况，某一侧大脑并不能主导或影响个体人格特点。起决定作用的是大脑活动的多种连接方式。