注意的基本作用是对信息进行选择，这和人脑不同层次、不同区域的活动有着密切的关系。
首先，脑干网状结构是保证有机体觉醒并完成注意选择的重要器官。损坏这些组织，会使大脑皮层的紧张度下降，引起注意的严重失调。
戴维斯(1965)和阿汉农(1965)分别在实验中证明，注意的成绩与脑干网状结构所控制的大脑觉醒水平和网状结构自身的兴奋水平息息相关。其次，脑的更高级部位——边缘系统和大脑皮层决定着人选择一些信息而离开另一些信息。
边缘系统既是调节皮层紧张性的结构，又是对新旧刺激进行选择的重要结构。一些研究表明，边缘系统中存在着大量的“注意神经元”，它们对已习惯的刺激不再进行反应，而当环境中一旦出现新异刺激时则会活跃起来。因此，注意神经元决定着主体对信息进行选择并保证有机体实现精确选择的行为方式。如果这些部位受损，患者会出现高度分心的现象，甚至思维错乱。
另外，产生注意的最高部位是大脑皮层，它对皮层下较低级组织起着调节、控制的作用，而且自身也是主动地调节主体行为、对信息进行选择的重要器官。
当有机体处于清醒状态或面临新异刺激时，皮层上会出现优势兴奋中心，它会迅速吸引皮层各区域的兴奋并深度抑制其他相邻的区域。于是在优势兴奋中心内，暂时的神经联系容易建立，使得有机体获得对周围事物的最清晰的反映。如果优势兴奋中心从一个区域转到另一个区域上，这就意味着人的注意指向在发生转移。
皮层上优势兴奋中心的形成，不仅决定于刺激物本身的新颖程度，而且也决定于刺激物对有机体的意义。最后，在选择性注意的过程中，大脑皮层的额叶尤为重要。额叶对有机体的行为具有控制和计划的作用，它使有机体在进行选择性注意时集中注意在所选择的刺激上而排除其他刺激的干扰。