Grå substans (eller grå substans) är en huvudkomponent i det centrala nervsystemet. Den består av neuroner (dvs. de celler som vanligtvis kallas "hjärnceller") och gliaceller. Den vita substansen består däremot av långväga myeliniserade axonbanor (nervfibrer) och gliaceller.

Färgskillnaden beror främst på att myelinet är vitt. I levande vävnad har grå substans faktiskt en mycket ljusgrå färg med gulaktiga eller rosa nyanser, som kommer från kapillära blodkärl och neuronala cellkroppar.