М'яка оболонка спинного і головного мозку (pia mater spinalis et encephali)безпосередньо покриває його поверхню, є тонкої двошарової прозорою сполучнотканинною пластинкою, що розповсюджується в борозни і щілини. У м'яку оболонку, особливо на підставі головного мозку, включені пігментні клітини (хроматофоры), фібробласти, гладкі, лімфоїдні клітки, численні нервові волокна і їх рецептори. Частини м'якої оболонки супроводжують великі і середні артеріальні судини, досягаючи артеріол. Між стінкою артеріального судини і м'якою оболонкою є простору Вирхова-Робена, заповнені спинномозковою рідиною. Вони сполучаються з субарахноїдальним простором, розташованим між павутинної і м'якою оболонками, в якому циркулює спинномозкова рідина. Через простору Вирхова-Робена поперечно кровоносної судини перекинуті колагенові та еластичні фібрили, на яких підвішені судини (рис. 507), створюють умови для їх зміщення при пульсації, не надаючи впливу на речовину мозку.
На нижньому кінці спинного мозку м'яка оболонка закінчується кінцевою ниткою (filum terminale), що прикріплюється до II крижового хребця.

507. Схема розташування кровоносної судини в звивинах мозку.
1 - артерія; 2 - судинна оболонка; 3 - кора; 4 - біла речовина; 5 - капіляри.