Ο εγκέφαλος του κοάλα είναι εντυπωσιακά μικρός και λείος, καλύπτοντας μόλις το 60% της χωρητικότητας του κρανίου του.

Ο εγκέφαλος του κοάλα (Phascolarctos cinereus) είναι ένας από τους μικρότερους σε σχέση με το σωματικό βάρος ανάμεσα στα θηλαστικά. Ζυγίζει μόλις 19 γραμμάρια και η επιφάνειά του στερείται των ελίκων και των αυλάκων που χαρακτηρίζουν τους πιο σύνθετους εγκεφάλους. Αυτή η ανατομική δομή είναι αποτέλεσμα της εξαιρετικά χαμηλής θερμιδικής αξίας των φύλλων ευκαλύπτου.Η διατροφή αυτή απαιτεί τεράστια ποσά ενέργειας για την αποτοξίνωση των χημικών ενώσεων που περιέχει ο ευκάλυπτος. Ως αποτέλεσμα, το κοάλα έχει αναπτύξει έναν εγκέφαλο που καταναλώνει το ελάχιστο δυνατό οξυγόνο και γλυκόζη. Το κενό ανάμεσα στον εγκέφαλο και το κρανίο είναι γεμάτο με εγκεφαλονωτιαίο υγρό, το οποίο λειτουργεί ως προστατευτικό στρώμα απορρόφησης κραδασμών.Μελέτες δείχνουν ότι ο εγκέφαλος του κοάλα καταλαμβάνει μόνο το 61% της κρανιακής κοιλότητας, το χαμηλότερο ποσοστό σε σχέση με οποιοδήποτε άλλο θηλαστικό. Αυτή η στρατηγική επιβίωσης αναγκάζει το ζώο να κοιμάται από 18 έως 22 ώρες την ημέρα για να διατηρήσει τα αποθέματα ενέργειάς του. Παρά το μικρό μέγεθος του εγκεφάλου του, το κοάλα είναι απόλυτα προσαρμοσμένο στο εξειδικευμένο περιβάλλον της Αυστραλίας.