I peduncoli cerebellari superiori (brachia congiuntiva) emergono dal cervelletto e salgono a formare la porzione laterale del tetto del quarto ventricolo, dove entrano nel tronco encefalico sotto i collicoli inferiori. Sono collegati dal velma midollare superiore. I peduncoli cerebellari superiori rappresentano la principale via di uscita dal cervelletto, e come tali, la maggior parte delle loro fibre sono efferenti. Un contributo afferente relativamente piccolo è presente. Le vie efferenti comprendono i tratti cerebellorubrali, dentatotalamici e fastigioreticolari. Tutte emergono dai nuclei cerebellari; le fibre cerebellorubrali dai nuclei globoso ed emboliforme, le fibre dentatotalamiche dal nucleo dentato e le fibre fastigioreticolari dal nucleo fastigioso. Emergono insieme dai vari nuclei per risalire nel tetto del quarto ventricolo e procedere anteriormente all’area tegmentale del mesencefalo mediale al lemnisco laterale. Le fibre cerebellorubrali si incrociano a questo punto per entrare nel nucleo rosso controlaterale. Anche le fibre dentatotalamiche si incrociano e salgono a sinapsi nei nuclei ventrale intermedio (VI) e ventrale anteriore (VA) del talamo. Le fibre fastigioreticolari entrano nella formazione reticolare del mesencefalo, del ponte e del midollo allungato. Le vie afferenti comprendono i tratti spinocerebellari e tectocerebellari anteriori. Le fibre del tratto spinocerebellare anteriore hanno origine nella colonna di Clarke del midollo spinale e attraversano nella commissura bianca anteriore al funicolo laterale, dove salgono ai livelli pontini superiori prima di attraversare indietro per entrare nel cervelletto attraverso il peduncolo superiore. Terminano nella regione degli arti posteriori della corteccia cerebellare. I tratti tectocerebellari emergono dai collicoli superiori e inferiori su entrambi i lati, terminando nei vermi intermedi (culmen, declive, folium, tuber, pyramid) e nel lobulus simplex. La funzione del tratto tectocerebellare non è nota, ma è ampiamente creduto di mediare i riflessi visivi e uditivi.