Mozkové pleny jsou dalším důležitým prvkem propojení mezi hlavou – krániem a kostí křížovou – os sacrum. Pleny tvoří polouzavřený hydraulický systém, ve kterém cirkuluje mozkomíšní mok. Mozek, mícha a míšní nervy jsou těmito plenami obalené. Tvoří tři vrstvy: dura mater, arachnoidea a pia mater.
Dura mater
Povrchovou zevní část tvoří tvrdá mozková plena neboli dura mater (dura = tvrdá, mater = matka, je jako matka chránící své dítě). Dura mater je tuhá, relativně neelastická pojivová tkáň tvořená kolagenním vazivem. Skládá se ze dvou vrstev, které jsou spolu slepené a jen v některých částech se od sebe oddalují. Zevní vrstva tvrdé pleny přiléhá přímo na vnitřní stranu lebečních kostí. V lebce není epidurální prostor (jedině po úrazu). Periost (vazivový obal kryjící povrch kosti) postupně splyne s dura mater tj. periost srůstá se základem tvrdé pleny, kde jsou žilní pleteně.
Vnitřní vrstva dury mater je v kontaktu s druhou vrstvou mozkových plen, membrán, a to je arachnoidea (pavoučnice). Dura mater se v horní části hlavy stáčí dovnitř lebky. Vytváří dvojitý falx (falx cerebri) ve tvaru srpu. Tím rozděluje mozek na levou a pravou hemisféru. Dále falx cerebelli a tentorium cerebelli oddělují malý mozeček a mozkový kmen od hlavních mozkových laloků. Srpkovitým útvarem falx cerebelli probíhá směrem k occipitálnímu otvoru foramen magnum, kde vytváří prstenec kolem tohoto otvoru.
V ohybu dury mater, vytvářející falx, vzniká mezi dvěma vrstvami dury trojúhelníkový prostor, ve kterém se nacházejí žilní splavy.
Arachnoidea – pavoučnice
Svůj název dostala podle toho, že svou strukturou připomíná pavoučí síť. Jedná se o průsvitnou vrstvu vaziva střední mozkové pleny, která neobsahuje žádné cévy. Mezi ní a omozečnicí se nachází tzv. subarachnoidní prostor, který je vyplněný cévami a mozkomíšním mokem, který se sem sadou drobných otvorů dostává ze čtvrté mozkové komory. Zde se nachází arachnoidní granulace zasahující až do žilních splavů, jimiž odtéká mozkomíšní mok zpět do krve.
Pia mater
Vnitřní část dury mater se nazývá pia mater – měkká plena mozková, omozečnice, nejvnitřnější ze tří obalů centrálního nervového systému, těsně přiléhající k mozku a míše. Plně kopíruje každý záhyb mozku.