ヒトにおける自律性機能とは、脳からの支配命令がなくても独自の機能を行なうことであり、その典型的な例は、われわれが睡眠中でも心臓が一定のリズムで活動していることに代表される。このことは心臓に分布する自律神経の作用によるものである。
これまでに述べてきた脳脊髄神経が、意識的に骨格筋の運動を支配したり、皮膚や感覚器の知覚ないし感覚を支配したりするのに対して、自律神経は内蔵、血管、および腺などに分布して、これら器官の作用を日常生活に必要な程度に無意識的かつ反射的に調節してくれている。
自律神経はこのように、機能面からは中枢神経からの支配にあまり依存せずに、ほとんど自主的に活動してくれているが、実際には自律神経もある程度大脳皮質からの支配を受けている。
その例としては、われわれが精神的に興奮した場合に、心臓の拍動が増進したりすることで容易に理解される。すなわち、自律神経は呼吸、消化、循環、吸収、分泌、代謝などヒトの生命維持に直接必要な機能を無意識的反射的に調節する神経系で、脳脊髄神経が動物性神経 animal nervous system と呼ばれるのに対応して植物性神経系 vegetative nervous vegetatives Nervensystem と呼ばれる。
自律神経は交感神経 nn.sympathici と副交感神経 nn.parasympathici とに大別される。解剖学的には、自律神経中の交感神経の主体は、脊柱の両側を縦走する交感神経幹 truncus sympathicus と幹神経節 ganglia trunci sympathici であり、ここから交感神経線維は出発しているが交感神経幹からの分枝は交通枝 rami communicantes として脊髄神経とも連絡をもつ。
副交感神経は、形態学的に独立した存在はなく、脳脊髄神経中に混在して走る。すでに述べた動眼神経、顔面神経、舌咽神経および迷走神経や第２～４仙骨神経中(骨盤内臓神経 nn.splanachnici pelvini)には、副交感線維が混在している。
最近の神経解剖学の知見では、自律神経もそれぞれ中枢部と末梢部とに区別され、その中枢部は中枢神経内の間脳にある視床下部が最高中枢であるとされている。しかし、ここから末梢起始核への連絡については、なお不明の点が多い。交感神経の末梢起始核は第８頸髄節から第２ないし第３胸髄節にかけてみられる側柱(角)内の細胞である。ここから起こる線維は前根内を通っていったん脊髄神経内に入るが、すぐに交通枝を介して交感神経幹と連絡する。
副交感神経の起始核は頭部(中脳と延髄)と第２ないし第４仙髄節内にある。