La cervelet se retrouve chez l'ensemble des vertébrés. On trouve par ailleurs une structure analogue chez les céphalopodes
Au début du développement du système nerveux dans l'embryon, trois renflement se forment : le prosencéphale, le mésencéphale, et le rhombencéphale. Dans celui-ci, et à partir de la cinquième semaine chez l'humain, on distingue le myélencéphale et le métencéphale. C'est de ce dernier que nait l'essentiel du cervelet et le pont de Varole qui se trouve devant lui.
La séméiologie cérébelleuse admet trois grands types de troubles moteurs selon la localisation et l'importance de la lésion causale:
Il s'y associe des troubles de la reproduction des mouvements rythmiques, et du contrôle de l'impédance articulaire, de la force musculaire et des gains de certains réflexes comme le réflexe vestibulo-oculaire.
Ces altérations concernent non seulement les mouvements des membres mais également la démarche, la parole, l'écriture et l'oculomotricité (nystagmus horizontal).
Récemment, cette symptomatologie motrice a été complétée par l'individualisation d'un syndrome cérébelleux cognitif et affectif comportant une atteinte des fonctions exécutives de planification, d'abstraction, de mémoire de travail, et de la mémoire visuospatiale, une diminution de la fluence verbale, des persévérations, une simultagnosie et des changements émotionnels (comportements inappropriés, désinhibition, irritabilité, impulsivité, labilité et pauvreté des affects. Quelques erreurs de langages ont été aussi notées (dysprosodie, agrammatisme et anomie modérée).
Le syndrome cognitif surviendrait lors de lésions affectant les hémisphère cérébelleux (et le noyau dentelé), alors que le syndrome affectif résulterait d'une lésion du vermis (et du noyau fastigial). Dans ce dernier cas, un dysfonctionnement autonomique avec des accès d'éternuements, une bradycardie, une hyperventilation, une dilatation pupillaire et des pertes de connaissance ont aussi été décrits. Ces symptômes n'ont cependant pas toujours été retrouvés.