Η φαιά ουσίαγκρίζα ουσία) είναι κύριο συστατικό του κεντρικού νευρικού συστήματος. Αποτελείται από νευρώνες (δηλαδή τα κύτταρα που συνήθως ονομάζονται "εγκεφαλικά κύτταρα") και γλοιακά κύτταρα. Αντίθετα, η λευκή ουσία αποτελείται από μυελινωμένες αξονικές διαδρομές μεγάλης εμβέλειας (νευρικές ίνες) και γλοιακά κύτταρα.

Η χρωματική διαφορά προκύπτει κυρίως από τη λευκότητα της μυελίνης. Στον ζωντανό ιστό, η φαιά ουσία έχει στην πραγματικότητα ένα πολύ ανοιχτό γκρι χρώμα με κιτρινωπές ή ροζ αποχρώσεις, οι οποίες προέρχονται από τα τριχοειδή αιμοφόρα αγγεία και τα κυτταρικά σώματα των νευρώνων.