下橄榄核（inferior olivary nucleus）位于延髓橄榄的深层。在人类较为发达，呈皱褶的囊袋状核团。
下橄榄核由下橄榄主核、背侧副橄榄核和内侧副橄榄核组成。
下橄榄核广泛接受脊髓全长的上行投身纤维和脑干感觉性中继核团的传入纤维；还接受来自大脑皮质、基底核、中脑红核和中脑导水管周围灰质的下行投射纤维。下橄榄核发出纤维越过中线行至对侧（左右交叉）后，在延髓背外侧聚集上行，与脊髓小脑后束等共同组成小脑下脚，经第四脑室外侧折向背侧进入小脑。
下橄榄核可能是大脑皮质、红核等与小脑之间纤维联系的重要中继站，在小脑对运动的控制、特别是对运动的学习和记忆起重要作用。