Onder Arousal wordt de activatietoestand van het zenuwstelsel verstaan. Dit geldt ook voor functies van de cortex. Aangenomen wordt dat corticale arousal samenhangt met de graad van mentale alertheid of bewustzijn. Globaal kunnen we daarbij onderscheid maken tussen toestanden als: lage arousal (zoals bij slaperigheid), gemiddelde arousal (de ontspannen waaktoestand) en over-arousal (bij overmatige stress, inspanning, opwinding of angstigheid). Arousal van hersenfuncties kan met behulp van het elektro-encefalogram (EEG) gevolgd worden. In de waaktoestand blijkt bijvoorbeeld lage arousal uit de aanwezigheid van lagere frequenties van het EEG, zoals het alfa-ritme (schommelingen tussen 7-13 Hz), en hoge arousal uit aanwezigheid van het bèta-ritme (schommelingen tussen 13-35 Hz). Met technieken als fMRI en PET kan arousal afgeleid worden uit de sterkte van doorbloeding, glucose- of zuurstofgebruik in bepaalde delen van de hersenen. Arousal komen ook tot uiting in allerlei autonome functies (zoals o.a. huidgeleiding, pupildiameter en hartslagfrequentie), reflexen en spierfuncties. Veranderingen in arousal kunnen vrij langzaam verlopen (zoals bij de overgang tussen waken en slapen) of relatief snel verlopen (zoals bij het schrikken van een hard geluid). In de  experimentele psychologie wordt aangenomen dat een goede uitvoering van cognitieve taken gepaard gaat met een optimaal arousalniveau. Bij een te lage of te hoge arousal wordt bijvoorbeeld te weinig informatie opgenomen. Dit kan komen omdat het aandachtsysteem respectievelijk niet selectief genoeg, of juist te selectief is ingesteld (zie ook  Yerkes-Dodson wet).