Especialistas em cérebro concluem que diferenças fundamentais chave no cérebro de homens e mulheres são o que contribuem para diferenças cognitivas de aprendizagem. Segundo artigo escrito pelo Conselho para Crianças Excepcionais, "homens tendem a ser dominantes no hemisfério direito e mulheres no hemisfério esquerdo". Esta afirmação refere-se ao fato de que homens têm melhor capacidade para matemática e ciências enquanto mulheres se destacam mais em leitura e escrita. Homens e mulheres também reagem de forma diferente ao ambiente estruturado da escola.
Certas diferenças estruturais no cérebro fazem com que homens e mulheres aprendam de forma diferente. O corpo caloso destaca-se como a diferença mais facilmente identificável na estrutura do cérebro masculino e feminino. Esta área do cérebro, responsável por produzir emoções, tem uma massa maior em mulheres do que em homens. Segundo Dan Hodgins, Coordenador de Educação Infantil na Universidade da Pensilvânia, "Devido a essa diferença de tamanho, mulheres têm melhores habilidades verbais e dependem fortemente da comunicação verbal; homens tendem a depender fortemente da comunicação não verbal e são menos propensos a verbalizar sentimentos." Pesquisas também indicam que certas áreas no lobo frontal, que controla a linguagem, são maiores em mulheres. Isso pode explicar como mulheres têm habilidades significativas em áreas baseadas em linguagem.
Estatísticas mostram que o cérebro feminino se desenvolve mais rápido que o cérebro masculino. Um exemplo visível dessa maturação precoce ocorre na mielinização do cérebro. Mielinização refere-se ao processo de revestir os nervos do cérebro, que permanece um dos passos finais do cérebro adolescente movendo-se para a idade adulta. O revestimento dos nervos cerebrais ocorre mais cedo em mulheres do que em homens. Hodgins afirma que, "por causa disso, mulheres, por exemplo, podem adquirir suas habilidades verbais complexas até um ano antes dos homens." Ganhar essas habilidades verbais precoces dá às mulheres uma vantagem na sala de aula, pois homens subdesenvolvidos podem lutar com linguagem escrita e oral.
Tanto homens quanto mulheres reagem de forma diferente ao ambiente estruturado da escola e desenvolvem estilos de aprendizagem como mecanismo de enfrentamento. Pesquisas sugerem que a maioria dos homens utiliza um estilo de aprendizagem visual que requer auxílios visuais e explicações verbais. Segundo o artigo de Hodgins, "especialmente à medida que homens envelhecem, tendem a textos simbólicos, diagramas e gráficos." Mulheres tendem a trabalhar melhor com textos escritos simples. Movimento também desempenha um papel importante no estilo de aprendizagem de homens. Enquanto mulheres não requerem movimento para auxiliar no processo de aprendizagem, homens gostam de se mover. Essa necessidade de se mover conflita com o ambiente estruturado das escolas, pois os alunos têm a expectativa de sentar quietos e permanecer em silêncio. Tanto homens quanto mulheres prosperam com o estilo de aprendizagem cooperativo que incorpora trabalhar com parceiros ou grupos.