Al abarcar dos divisiones, el sistema nervioso tiene un sistema nervioso central (SNC) y un sistema nervioso periférico (SNP). Consistente en un cerebro que está conectado a una médula espinal, el SNC sirve como el centro primario de control e integración para la información entrante. Aquí se determinan las respuestas relevantes a la información entrante sensorial y del nervio motor. El PNS tiene receptores sensoriales para los sentidos, incluidos la vista y el oído. Estas estructuras se comunican con el cerebro a través de los nervios craneales en el cuerpo humano y con la médula espinal a través de los nervios espinales.
Incluyendo los receptores responsables de reaccionar a los cambios en el entorno externo, la división somática del sistema nervioso incluye neuronas sensoriales que se comunican con el SNC, así como las neuronas motoras necesarias para posicionar los músculos para el equilibrio y la postura corporal. Hay 12 nervios craneales que surgen del cerebro humano que están dispuestos en pares que transmiten información sensorial como ver, tocar y oír. Esto es posible debido a los receptores sensoriales en la cabeza, como los nervios ópticos, por ejemplo, que transmiten señales nerviosas desde la retina del ojo hasta el cerebro. Los movimientos faciales son controlados y ajustados por los terceros nervios craneales, que se denominan nervios faciales, y los cuartos nervios craneales son importantes para el movimiento del globo ocular, denominados nervios trocleares.
Operando automáticamente sin acción voluntaria, la división autónoma ayuda a mantener la homeostasis del sistema a través de mecanismos reguladores como el control de la frecuencia cardíaca y el mantenimiento constante de la temperatura corporal. Los receptores que residen dentro de los órganos transportan información a través del nervio aferente del cuerpo humano al SNC para su interpretación. Luego, las decisiones se transmiten sobre los nervios eferentes a las glándulas y músculos específicos. La porción eferente del sistema nervioso autónomo se divide además en los sistemas nerviosos simpático y parasimpático. Ambos tipos de nervios en el cuerpo humano se encuentran en los órganos, cada uno con efectos que revierten las acciones del otro.
Los nervios espinales, 31 pares en total, provienen de la médula espinal, que se nombran de acuerdo con la región de la columna vertebral de la que surgen. Ocho pares de nervios cervicales, 12 pares de nervios de la región torácica y cinco pares de nervios lumbares proceden de la columna. Un par de nervios también emergen del área coccígea de la médula espinal. Cada nervio espinal se separa en varias ramas: autónoma, dorsal y ventral. Los nervios del cuerpo humano desde la columna vertebral también pueden formar un plexo, en referencia a una agrupación de varios nervios espinales.