脑干的白质主要由长的上、下行纤维束和出入小脑的纤维组成，其中出入小脑的纤维在脑干的背面集合成小脑上、中、下三对脚。其次还有脑干内各核团间及各核团与脑干外结构间的联系纤维。因此，脑干内各纤维束的构成和位置较脊髓的复杂。

由对侧薄束核和楔束核发出的纤维，经内侧丘系交叉后形成，向上终止于丘脑腹后外侧核。该系在延髓，位于中线的外侧，锥体的背侧；至脑桥后，略偏向腹外侧，位于基底和被盖之间，纵穿斜方体；到中脑则移向被盖腹外侧边缘，红核的外侧。内侧丘系中传递躯干下部和下肢本体觉的纤维，由薄束核发出，在延髓行于该系的腹侧部，在脑桥和中脑则行于该系的内侧部；而传递躯干上部和上肢本体觉的纤维，由楔束核发出，在延髓行于该系的背侧部，在脑桥以上则行于该系的外侧部。

为脊髓丘脑侧束和脊髓丘脑前束的延续，两者在脑干内逐渐靠近，又称脊丘系。该纤维束与止于脑干网状结构的脊髓网状束、止于中脑顶盖和导水管周围灰质的脊髓中脑束相伴。在延髓，它们位于外侧区，下橄榄核的背外侧；在脑桥和中脑，位于内侧丘系的背外侧。脊髓丘脑束终于丘脑腹后外侧核。

又称 三叉丘系trigeminal lemniscus，由对侧三叉神经脊束核及大部分三叉神经脑桥核发出的纤维组成。在脑干紧贴内侧丘系的背外侧走行，终于丘脑腹后内侧核。该束主要传导对侧头面部皮肤、牙及口、鼻黏膜的痛温觉和触压觉。三叉神经脑桥核的部分神经元发出传导牙和口腔黏膜的触、压觉纤维直接进入同侧三叉丘脑束，止于同侧丘脑腹后内侧核。

由双侧蜗神经核和双侧上橄榄核发出的纤维组成。这些核团发出的大部分纤维，在脑桥中下部，经被盖的腹侧部横行越边到对侧，形成斜方体（其外侧部被上行的内侧丘系纤维纵行穿过），然后在上橄榄核的背外侧转折向上，构成外侧丘系；小部分纤维不交叉，加入同侧外侧丘系上行。该丘系在脑桥行于被盖的腹外侧边缘部；在中脑的下部进入下丘，大部分纤维在此终止换元，小部分纤维穿过下丘和下丘臂止于内侧膝状体。一侧外侧丘系传导双侧耳的听觉冲动。

起于脊髓，行于延髓外侧的周边部，脊髓小脑后束在延髓上部经小脑下脚进入小脑；脊髓小脑前束继续上行，在脑桥上部经小脑上脚进入小脑。此二束传导非意识性本体感觉。

是一个兼有上、下行纤维组成的复合纤维束，贯穿脑干全长，位于中脑导水管周围灰质、第四脑室室底灰质和延髓中央灰质的腹侧，以及中缝背侧区的两侧，向下进入脊髓白质前索，移行为内侧纵束降部，终止颈段脊髓中间带和前角内侧核，支配颈肌的运动。内侧纵束纤维包含越边和不越边的，大部分来源于前庭神经核和眼外肌的神经核，小部分来源于中脑核团（Darkschewitsch核、Cajal中介核、后连合核和上丘）、上橄榄核和脑桥网状结构等。在内侧纵束内，有前庭神经核上行至两侧眼外肌神经核的纤维，眼外肌各神经核相互联系的纤维，前庭神经核下行至颈肌运动神经元的纤维和前庭神经核至其他上述神经核团的纤维等。内侧纵束的主要功能为协调眼外肌之间的运动，调节眼球的慢速运动和头部的姿势。

主要由大脑皮质中央前回和旁中央小叶前部的巨型锥体细胞（Betz细胞）和其他类型锥体细胞发出的轴突构成，亦有部分纤维起自额、顶叶的皮质区。该束经过端脑的内囊进入脑干的腹侧部，依次穿过中脑的大脑脚底中3/5、脑桥基底部和延髓的锥体。

锥体束由皮质核束（又称皮质脑干束）和皮质脊髓束两部分构成。皮质核束在脑干下降途中，分支终止脑干的一般躯体运动核和特殊内脏运动核。皮质脊髓束在延髓锥体的下端，经过锥体交叉，分为本侧半脊髓的皮质脊髓前束和对侧半脊髓的皮质脊髓侧束，分别终止于双侧和同侧脊髓前角运动细胞。

①起自对侧红核的红核脊髓束，在中脑和脑桥分别行于被盖的腹侧和腹外侧，在延髓位于外侧区；②起自上丘的顶盖脊髓束，居脑干中线的两侧，内侧纵束的腹侧；③起自前庭核的前庭脊髓束和起于网状结构的网状脊髓束等。