La estructura fundamental de un cerebrósido es la ceramida. Las monoglicosil y oligoglicosilceramidas que tienen un mono o polisacárido unido glucosídicamente al grupo terminal OH de la ceramida se definen como cerebrósidos. La esfingosina es la base principal de cadena larga presente en la ceramida.

La galactosilceramida es el glicoesfingolípido principal en el tejido cerebral. Las galactosilceramidas están presentes en todos los tejidos nerviosos y pueden componer hasta un 2% del peso seco de materia gris y un 12% de materia blanca. Son los principales componentes de los oligodendrocitos. La glucosilceramida se encuentra en niveles bajos en células animales como el bazo, los eritrocitos y los tejidos nerviosos, especialmente las neuronas. La glucosilceramida es un componente importante de los lípidos de la piel, donde es esencial para la formación del cuerpo lamelar en el estrato córneo y para mantener la barrera de permeabilidad al agua de la piel. La glucosilceramida es el único glicoesfingolípido común a plantas, hongos y animales. Por lo general, se considera el glicoesfingolípido principal en las plantas. Es un componente principal de la capa externa de la membrana plasmática. No se han encontrado galactosilceramidas en plantas.

La monogalactosilceramida es el componente más grande de la vaina de mielina de los nervios. Por lo tanto, la síntesis de cerebrosidos puede dar una medición de la formación de mielina o remielinización. La fracción de azúcar está ligada glucosídicamente al grupo hidroxilo C-1 de la ceramida, como en la lactosilceramida. Los cerebrósidos que contienen un grupo de éster sulfúrico (sulfato), conocidos como sulfátidos, también se presentan en la vaina de mielina de los nervios. Estos compuestos se denominan preferiblemente sulfatos del glicoesfingolípido original.