Murrosiässä aivot alkavat järjestäytymään uudelleen, jotta ne pystyvät vastaamaan aikuisuuden vaatimuksiin. Murrosikä muuttaa teini-ikäisen persoonallisuutta, jolloin vanhempien ja muiden auktoriteettien sana ei paljoa paina. Ennen murrosikää aivojen hermosolumassan määrä kasvaa ja kun murrosikä lähestyy, sen määrä alkaa taas pienentyä. Nämä harmaan ja valkean aineen määrien muutokset jatkuvat jopa varhaiseen aikuisuuteen saakka, eli aivojen osalta murrosikä jatkuu paljon pidempään.
Tyttöjen ja poikien aivot kehittyvät eri tahtiin. Tytöillä aivot kehittyvät jo 11-12 vuoden iässä, pojilla kehittyy pari vuotta myöhemmin. Murrosiässä teiniltä puuttuu myös empatiakykyä, sillä synapsiyhteyksien uudelleen järestely aivoissa on niin vauhdikasta. Kun tämä uudelleen järjestely on niin intensiivistä, jotkut taidot saattavat himmentyä. Tällöin vanhempien on tärkeää muistaa, että itsekäs teini ei ole itsekäs pelkästään ilkeyttään, vaan aivojen rakennejärjestelyn vuoksi.
Kun aivot kehittyvät, ne tarvitsevat voimakkaita ärsykkeitä aktivoituakseen. Tämän vuoksi nuoret ottavat paljon riskejä ja nauttivat niistä. Nuoret eivät osaa myöskään puntaroida tekojensa seurauksia, koska kehittyvän otsalohkon vuoksi nuoret eivät välttämättä mieti, mitä voi tapahtua. Murrosikä on kuitenkin viimeinen mahdollisuus muokata omat aivot ennen kuin ne valmistuvat, joten riskien ottaminen on olennaista aivojen kehitykselle.
Aivojen valmistuminen vie aikansa, vähintään neljännes vuosisadan. Tutkimuksilla on osoitettu, että tämä aivojen rakennusprosessi loppuu vasta 25 vuotiaana. Aivojen osat kehittyvät myös eri tahtiin; ensimmäisenä valmistuu kehityshistoriallisesti vanhimmat aivojen alueet, ja myöhemmin vasta uudemmat, johon kuuluu muun muassa otsalohko.
Aivoissa siis tapahtuu paljon intensiivisiä muutoksia murrosiän aikana ja vielä sen jälkeenkin.