ด้านหลังของสมองน้อยซึ่งเป็นพูเบลลัมที่ใหญ่ที่สุดคือส่วนที่อยู่ใต้รอยแยกหลักในส่วนนี้ของสมอง มันเป็นส่วนที่พัฒนาล่าสุดของสมองน้อยที่พบเฉพาะในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ในมนุษย์มันตั้งอยู่ที่ด้านล่างของสมองน้อยใกล้ไขกระดูกและไขสันหลัง หน้าที่หลักของสมองกลีบนี้คือการเคลื่อนไหวจูนที่ละเอียด เรียกอีกอย่างว่านีโอเซโลเบลลัมบริเวณนี้มีบทบาทในการวางแผนและดำเนินการเคลื่อนไหวโดยประสานงานกับส่วนอื่น ๆ ของสมอง
เช่นเดียวกับส่วนอื่น ๆ ของ cerebellum กิจกรรมส่วนใหญ่ใน cerebellum หลังนั้นเชื่อว่าเกิดขึ้นโดยไม่ต้องมีสติ เป็นที่ทราบกันมานานแล้วว่าเป็นพื้นที่ของสมองที่ควบคุมปริมาณแรงทิศทางและความซับซ้อนอื่น ๆ ของการเคลื่อนไหว การเชื่อมต่อของระบบประสาทระหว่างกลีบสมองและสมองส่วนนี้ควบคุมการเคลื่อนไหวรักษาความแม่นยำ ข้อมูลจากตาหูและกล้ามเนื้อได้รับในส่วนของ cerebellum หลังช่วยประสานงาน ข้อมูลนี้ช่วยให้สมองส่วนหลังประสานการเคลื่อนไหวกับสภาพที่เปลี่ยนแปลงช่วยให้สามารถตอบสนองได้อย่างรวดเร็ว
นอกเหนือจากการควบคุมด้านการเคลื่อนไหวสมองของสมองส่วนนี้ยังเริ่มต้นและหยุดการเคลื่อนไหวอีกด้วย ช่วงเวลาของการเคลื่อนไหวนี้ช่วยให้สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมีความแม่นยำมากขึ้นในระหว่างกิจกรรมที่สำคัญเช่นการล่าสัตว์หรือการล่าเหยื่อ สมองส่วนหลังนั้นมีส่วนเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดในการเรียนรู้การเคลื่อนไหวใหม่และทำให้สมบูรณ์แบบ ไม่ว่าจะเป็นการเรียนรู้การเดินหรือการฝึกซ้อมการเคลื่อนไหวของเด็กทารกส่วนนี้ของสมองมีความสำคัญอย่างยิ่งในการพัฒนาทักษะยนต์ใหม่
ความเสียหายต่อสมองส่วนหลังอาจส่งผลให้ขาดการประสานงาน การเคลื่อนไหวอาจมีเวลาไม่เหมาะสมกำกับหรือมีจังหวะผิดปกติ การเคลื่อนไหวโดยไม่สมัครใจอาจเพิ่มขึ้นเนื่องจากสมองส่วนนี้ยังป้องกันการเคลื่อนไหวที่ไม่จำเป็น การบาดเจ็บจังหวะหรือโรคที่มีผลต่อสมองส่วนหลังอาจส่งผลให้เสียสมดุลและไม่สามารถที่จะอยู่กับที่และหยุดนิ่งได้ คนที่ทุกข์ทรมานจากความเสียหายของสมองน้อยอาจปรากฏเมา
จากการศึกษาผลกระทบของความเสียหายหรือความผิดปกติในสมองน้อยนักวิจัยได้เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการทำงานของสมองส่วนนี้ พวกเขาเชื่อว่าสมองส่วนหลังอาจทำงานในการรับรู้และการทำงานบางอย่าง ฟังก์ชั่นทางปัญญาเช่นความจำในการทำงานความสามารถในการจำคำศัพท์และการวางแผนจะบกพร่องเมื่อส่วนใดส่วนหนึ่งของสมองถูกทำลาย การศึกษาพบว่าผู้ป่วยออทิสติกและสมาธิสั้นสมาธิสั้น (ADHD) มีขนาดเล็กกว่าสมองส่วนหลังปกติซึ่งอาจบ่งบอกถึงบทบาทที่กว้างขึ้นสำหรับสมองกลีบสมองในด้านความรู้ความเข้าใจและพฤติกรรม
