天才不完全取決於生理狀況。父母是否投入，教育是否得法，學習是否努力都是關係到天才是得到發展還是被葬送的決定性因素。不過，有相當的證據表明，好的生理基礎，特別是大腦狀況，對天才的發展至關重要。
一、天才的大腦不同尋常
1995年，《科學》雜誌刊登了一項驚人的發現：音準概念很好的音樂家的大腦中處理聽覺信息的區域——扁平顳——左邊明顯大於右邊。科學家抽選了30名專業音樂工作者及與他們在年齡與性別上相當的30名非音樂工作者，對他們的大腦進行核磁共振成像研究。這一重大發現就是基於這項研究做出的。兩組的扁平顳左邊都大於右邊，但程度不同。音準概念好的被試者是普通被試者的兩倍；這種差別與被試者是否為音樂家無關。如果對音準概念好的特殊人口群體（例如自閉症患者，音樂特才者及威廉斯氏綜合症患者等）進行一番調查，看他們是否有這種傾向將是十分有趣的。
天才是如何在大腦的物質結構上得到反映的呢？《科學》雜誌的這份報告反映了科學家在這方麵的探索。近年來，人們在該方麵進行了探索，但不夠係統。美國哥倫比亞廣播公司《六十分鍾》節目報導過蘇聯科學家對斯大林、列寧和其他蘇聯領導人大腦組織切片的研究。他們試圖在顯微鏡下看一看他們的大腦有無特異之處。由於該研究從未見諸科學刊物，西方學者又看不到他們的大腦切片，因而即使前蘇聯科學家有所發現，我們也無從得知。況且，大腦細胞如果不用特定的方法保存，加上科學家在研究神經時缺乏正確的前提，這種研究很難取得什麼成果。
心理學家瑪麗安·戴蒙德女士和她的同事曾對愛因斯坦的大腦組織進行過研究。他們發現愛因斯坦的大腦的確有一點獨特之處。他的大腦的左下後頂葉有比常人多得多的神經膠質細胞，因而神經細胞與膠質細胞的比率比常人低。但我們並不能就此斷定較多的神經膠質細胞與愛因斯坦超人的智能有必然的聯係。這是因為大腦頂葉和多種不同的技能有關，可以說它是集視覺、聽覺、觸覺、自我意識、想象、記憶和注意力於一身的複合體，況且我們對神經膠質細胞的功能又不是完全了解。
另外，即使研究發現天才成人的大腦有特異之處，這對天才的起源還是說明不了什麼問題。究竟這些細胞是愛因斯坦天生具有的，還是由於後天用腦頻繁促進了新陳代謝而繁殖起來的，我們無從得知。在成人的大腦中，神經元在數量上不會增加，但膠質細胞可以。因此音準概念好的人左扁平顳偏大，可能是先天性的，也可能是後天訓練的結果。優越的、充滿刺激的環境中飼養的動物的大腦皮質要比刺激物少的環境中喂養的動物的大並且神經網絡更複雜。同理，超常者的大腦的殊異可能是由於刺激，也可能是後天訓練或勤奮工作造成的結果。
但是，生理基礎和後天訓練都是十分重要的，無疑也是相互作用的。《科學》雜誌報導的一項最新調查發現，小提琴家開始訓練的早晚會導致大腦的懸殊差異。12歲前開始訓練的小提琴手比13歲後才開始訓練的小提琴手的神經網絡大而複雜。該項發現可以通過刺激左手手指（小提琴手的左手應該是非常靈活的），用磁成像的方法記取大腦皮層的反應情況看得一清二楚。假如兩組被試者除了開始訓練的年齡外其他情況相似，那麼我們可以得出結論：訓練影響大腦，但訓練隻能在大腦最具柔韌性時，也就是人的早年時期產生影響。訓練太晚就不會影響大腦的結構了。
1腦體積
關於天才的大腦與一般人的大腦的區別，人們最樸素的看法是，天才的大腦可能個兒大，但尚無相應的證據證明這一點。通過跨物種的比較可以發現，動物腦的大小與皮質表層麵積總量的關係近乎完美，但僅就人腦來說，在腦重與大腦皮層麵積問題之間卻不具備這種關係。腦的大小對智力極為重要，但作用範圍極小，僅在800或900克以內。普通人腦重3磅，遠遠超出這個範圍。盡管有兩項研究曾證明人腦的大小與智商具有相關性，但研究對象僅限於男性，所以，該問題還有待進一步研究。
研究人員曾對大腦各局部區域控製的具體能力進行過檢驗，從中得到不少啟示。比如，對音準概念好的音樂家的大腦研究揭示了具體能力在特殊的大腦結構中的反應情況。一位有著鮮明視覺表象的藝術家保存完好的大腦經研究發現視覺區比普通人的厚。