Die Pia mater, die innerste Membran, die das Zentralnervensystem bedeckt, schützt empfindliches Nervengewebe, versorgt das Gehirn mit Blut und produziert und zirkuliert Rückenmarksflüssigkeit. Sie verbindet auch verschiedene Teile des Zentralnervensystems System aufeinander und unterstützt das Rückenmark.
Blutgefäße wandern durch die Pia mater, um das Gehirn mit Blut zu versorgen. Die Räume zwischen den Gefäßen und der Pia mater haben eine ähnliche Funktion wie das Lymphsystem im Rest des Körpers, indem sie Abfallstoffe nach außen zirkulieren lassen. Die Pia mater enthält auch Vorsprünge, die sie mit der Dura mater, der höchsten Membran des Rückenmarks, verbinden. Dadurch entsteht eine durchgehende Hülle, die das gesamte Gehirn und Rückenmark umgibt.