包裹脑和
脊髓的三层结缔组织膜中的中间层。无血管网状透明薄膜层。由纤细的胶原纤维和散在的弹性纤维构成。外表面光滑，内表面发出许多细的、有分枝的小梁，与软膜相连。
蛛网膜内表面、小梁表面及软膜外表面都衬有单层扁平上皮。上皮围绕成的空腔即蛛网膜下腔，腔内充满脑脊液，并有较大的血管穿行。蛛网膜向硬膜静脉和静脉窦凸入形成蛛网膜绒毛或蛛网膜粒，为脑脊液入静脉的主要途径。
蛛网膜(arachnoid)薄而透明，缺乏血管和神经，与硬脑膜之间有硬膜下间隙，与软脑膜之间有蛛网膜下间隙。蛛网膜下间隙内充满脑脊液，此间隙向下与脊髓蛛网膜下间隙相通。脑蛛网膜除在大脑纵裂和横裂处以外，均跨越脑的沟裂而不深入沟内，故蛛网膜下间隙的大小不一，此间隙在脑表面的某些部位扩大称蛛网膜下池。在小脑与延髓之间有小脑延髓池，临床上可在此进行穿刺，抽取脑脊液进行检查。此外，在视交叉前方有视交叉池；在两侧大脑脚之间有脚间池；脑桥腹侧有桥池；胼胝体压部下方与小脑上面前上方和中脑背面之间有四叠体上池，其内有松果体和大脑大静脉。
蛛网膜紧贴硬脑膜，在上矢状窦处形成许多绒毛状突起，突入上矢状窦内，称为蛛网膜粒，是蛛网膜成簇状的延伸物。脑脊液可通过此颗粒进入静脉系统。这些小的突起可以压迫颅骨，形成颅盖骨内面的凹陷。通常在上矢状窦、横窦和其他一些硬脑膜窦附近可以观察到这些颗粒的存在。蛛网膜粒是适应从蛛网膜下间隙向静脉系统输送脑脊液而形成的具有虹吸作用的结构。
蛛网膜下隙位于脊髓蛛网膜与软脊膜之间，隙内充满脑脊液，向上经枕骨大孔与颅内蛛网膜下隙相通，向下达第2骶椎高度。此隙在第1腰椎至第2骶椎水平高度扩大，称终池（terminal cistern），池内有腰骶神经根构成的马尾和软脊膜向下延伸的终丝。由于成人脊髓下端平第1腰椎下缘，而马尾浸泡在终池的脑脊液中，故在第3～4或4～5腰椎间进行腰椎穿刺，不会损伤脊髓和马尾。腰穿时穿经的层次依次是皮肤、浅筋膜、深筋膜、棘上韧带、棘间韧带、黄韧带、硬脊膜、硬膜下隙和脊髓蛛网膜，最后达终池。