De grotehersenen, ook het cerebrum, het telencephalon, of de eindhersenen, zijn onderdeel van het centrale zenuwstelsel en omvatten het grootste deel van de menselijke hersenen. De grotehersenen verwerken impulsen afkomstig van sensorische zenuwcellen en reguleren vrijwillige beweging. Ze zijn tevens de plek waar de cognitieve en emotionele processen, onder andere logisch redeneren, planning, geheugen en emotie plaatsvinden.
De grotehersenen worden gekenmerkt door hun rimpelige voorkomen. Deze geplooide schil is de hersenschors, ook wel cortex genoemd. Onder de hersenschors bevinden zich nog andere structuren: het limbisch systeem, de basale ganglia en de reukkolf. De twee hersenhelften waaruit de grotehersenen bestaan, zijn verbonden door middel van een dikke bundel zenuwvezels: de hersenbalk. Twaalf paar hersenzenuwen verbinden de grotehersenen met sensorische zenuwcellen en spieren en klieren in hoofd, hals en bovenlichaam. In het binnenste van de grotehersenen bevindt zich het ventrikelstelsel. Dat is een systeem van buizen en holtes, gevuld met hersenvocht.
