En lugar de intentar identificar una función general (o incluso una lista corta de funciones) para los pons, es mejor pensar en la estructura como una colección de varios tractos y núcleos, todos con sus propias funciones. Aunque describir la protuberancia de esta manera puede parecer que la protuberancia está involucrada en una mezcla confusa de actividades, es un enfoque más preciso que intentar resumir las funciones de la protuberancia en solo unas pocas acciones.
La característica más destacada de la protuberancia es la parte en forma de puente de la que se deriva su nombre. Sin embargo, a pesar de parecer un puente, la protuberancia basal no es una conexión directa entre los dos hemisferios cerebelosos. En cambio, las fibras que viajan hacia abajo desde la corteza (es decir, fibras corticopontinas) hacen sinapsis en una variedad de núcleos aquí llamados núcleos pontinos. Luego, grupos de fibras se proyectan desde los núcleos pontinos en un lado de la protuberancia, se cruzan al otro lado de la protuberancia y se unen para formar los pedúnculos cerebelosos medios. Los pedúnculos cerebelosos medios son grandes haces de fibras que conectan la protuberancia con el cerebelo, que por lo tanto forman las porciones de conexión del «puente». Representan una de las principales vías para que la información viaje desde el cerebro y el tronco encefálico hasta el cerebelo.
La protuberancia alberga varios núcleos y fibras de nervios craneales. Estos incluyen el núcleo sensorial principal del nervio trigémino y el núcleo motor del nervio trigémino, un nervio responsable de las funciones sensoriales y motoras de la cabeza y la cara. El núcleo abducens, que controla los movimientos laterales del ojo, también se encuentra en la protuberancia. El núcleo facial, que da lugar al nervio facial, inerva los músculos involucrados en la expresión facial y transporta información sensorial desde la boca. El nervio vestibulococlear, que transporta información sobre los sentidos auditivo y vestibular, ingresa al tronco del encéfalo en la unión de la protuberancia y la médula para hacer sinapsis en varios núcleos en estas dos áreas.
La protuberancia también contiene grupos de neuronas que son importantes para los principales sistemas de neurotransmisores del cerebro. Por ejemplo, el locus coeruleus (en latín, «lugar azul» y llamado así por el pigmento que da a estas neuronas un color negro azulado en el tejido cerebral no teñido) se encuentra en la protuberancia. El locus coeruleus es la colección más grande de neuronas que contienen noradrenalina (también conocidas como noradrenérgicas) en el sistema nervioso central. Las neuronas noradrenérgicas abandonan el locus coeruleus y se proyectan por todo el cerebro y la médula espinal. La actividad en el locus coeruleus es baja durante el sueño y alta durante los estados de excitación (por ejemplo, estrés agudo como una situación amenazante). Las proyecciones desde el locus coeruleus a una región cercana (a veces llamada región subcoruleus) de la protuberancia también ayudan a regular el sueño de movimientos oculares rápidos (REM). De hecho, la región subcoeruleus de la protuberancia se considera la región más crítica para el sueño REM en el cerebro, y se ha demostrado que el daño a esta área elimina el sueño REM en animales de experimentación. Los núcleos del rafe, grupos de células que contienen serotonina, también se encuentran en la protuberancia (y en gran parte del tronco encefálico).
Debido a su ubicación central entre el cerebro y la médula espinal, la protuberancia también sirve como conducto para muchos tractos que suben y bajan por el tronco del encéfalo. Los tractos como el tracto corticoespinal para el movimiento voluntario, el lemnisco medial para las sensaciones táctiles y propioceptivas, y el sistema anterolateral para las sensaciones dolorosas, pasan todos a través de la protuberancia.
Así, debido a la diversidad de tractos y núcleos que se encuentran dentro de la protuberancia, la estructura está involucrada con una larga lista de funciones que van desde las expresiones faciales hasta el sueño. Por lo tanto, la protuberancia no solo es una de las partes más visibles del cerebro debido a la apariencia de puente de la protuberancia basal, sino que también es una de las más importantes.