Cerebrospinalvæsken er normalt helt cellefri og proteinfri, og konsentrasjonen av aminosyrer og K+ er lavere enn i blodplasma. Har omtrent samme konsentrasjon av uorganiske ioner som blodplasma. Barrieren opprettholdes ved at endotelcellene i veggen på kapillerene i hjernen ligger så tett at selv småmolekylære stoffer – med visse unntak – vanskelig slipper gjennom. Mange vannløselige stoffer holdes ute for at hjernen skal være uavhengig av tilfeldige svingninger i konsentrasjonen, mens fettløselige stoffer(CO2 og O2) kan passere.