הפילוסופים היוונים לא הכירו בחשיבות המוח ותפקידו. כך לדוגמה הפילוסוף הנודע אריסטו סבר כי הנפש והחשיבה מצויה בלב ואילו תפקידו של המוח הוא איזור שמטרתו לקרר את הלב.
התפיסות של הפילוסופים היוונים לגבי המוח היו מגוונות ושנויות במחלוקת. בעוד שכמה מהם ראו במוח את מושב התבונה, אחרים ייחסו את התפקיד המרכזי הזה לאיברים אחרים, כמו הלב.
אחד הפילוסופים הראשונים שהציעו את התיאוריה של המוח כמרכז השליטה היה אלקמאיון מקרוטון במאה ה-5 לפנה"ס. הוא היה רופא-פילוסוף ועל פי עדויות היסטוריות ביצע נתיחות גופות לצורך מחקר, וטען שהמוח הוא המרכז של התפיסה החושית והאינטליגנציה.
אפלטון, פילוסוף מאוחר יותר, תמך אף הוא ברעיון שהמוח הוא המושב של הנשמה הרציונלית (החלק ההגיוני של הנפש). הוא מיקם את שלושת חלקי הנשמה שלו בחלקים שונים של הגוף: החלק הרציונלי בראש, החלק הרוחני (אומץ, כעס) ליד הלב, והחלק התאוותני (תשוקות, רצונות) בבטן.
לעומתם, אריסטו (המאה ה-4 לפנה"ס) החזיק בתפיסה שונה לחלוטין. הוא האמין שהלב הוא המרכז של כל התחושות, הרגשות, התבונה והנשמה. בעיניו, תפקידו העיקרי של המוח היה לקרר את הלב, המייצר חום רב, כדי לווסת את חום הגוף. לדעתו, תפקוד זה היה דומה לזה של מערכת הקירור ברכב. תפיסה זו, שכונתה "קרדיוצנטריזם", הייתה דומיננטית למדי במשך תקופה ארוכה.
מאוחר יותר, במאה השנייה לספירה, גאלן, רופא יווני שפעל ברומא, ביצע נתיחות מפורטות של מוחות של בעלי חיים וסיפק הוכחות פיזיות חותכות לכך שהמוח הוא המרכז של תחושה ותנועה רצונית. הוא ראה במוח את "האיבר השולט" (hegemonikon) של הגוף, וייחס את הפעילות הנפשית לנוזל שהיה לדעתו בחדרים של המוח (ventricles), תפיסה שהשפיעה על הרפואה המערבית למשך למעלה מאלף שנה.
