Lateralisatie in het brein (cerebrale lateralisatie) verwijst naar de taakverdeling binnen de hersenen. De hersenen bestaan uit twee hemisferen, waartussen het corpus callosum de voornaamste verbinding vormt. Bij de meeste mensen is het zo dat de mate waarin ieder van de hemisferen betrokken is bij een taak afhankelijk is van de aard van de taak. Zo is de linkerhemisfeer vaak veel meer betrokken bij talige taken (zoals het bedenken van woorden die beginnen met een bepaalde letter) dan de rechterhemisfeer. Fijne motoriek is ook vaak gelateraliseerd naar de linkerhemisfeer, wat zich op gedragsniveau uit als rechtshandigheid. Aan de andere kant is de rechterhemisfeer vaak juist sterker betrokken bij het uitvoeren van visuospatiële taken (zoals het vinden van de weg) dan de linkerhemisfeer. Deze specifieke verdeling van functies wordt een typisch lateralisatiepatroon genoemd. Atypische lateralisatiepatronen, zoals lateralisatie van taal naar de rechterhemisfeer en linkshandigheid, worden gerelateerd aan allerlei stoornissen, zoals dyslexie. De interesse in lateralisatie als onderwerp van onderzoek bestaat mede daardoor al sinds lange tijd. Vroeger dacht men dat cerebrale lateralisatie specifiek was voor de mens. Hoewel lateralisatie waarschijnlijk wel het sterkst is bij mensen, is lateralisatie inmiddels aangetoond bij alle gewervelde soorten en zelfs bij enkele ongewervelde soorten. Dit suggereert dat lateralisatie een evolutionaire oorsprong heeft. Het is echter nog altijd niet precies bekend hoe het komt dat we een gelateraliseerd brein hebben.
