El nervio petroso mayor se extiende desde el séptimo nervio craneal facial cerca del oído medio. A su vez, también se topa con nervios que van a la glándula lagrimal, lo que produce lágrimas en los ojos, así como membranas mucosas en la nariz y el paladar duro. Estos se extienden desde el ganglio pterigopalatino, una de las cuatro grandes estructuras nerviosas en la cabeza y el cuello. Este ganglio también controla el flujo sanguíneo a través de la cavidad nasal para ayudar a regular el calentamiento y el enfriamiento de la nariz. Al pasar por un espacio óseo llamado fosa craneal media, el nervio petroso mayor pasa la arteria carótida y es parte de un nervio identificado anatómicamente como el canal pterigoideo.
El nervio petroso mayor regula varias funciones, incluida la salivación. El nervio generalmente controla las glándulas mucosas que se encuentran por encima de la boca, y su daño puede causar que estas glándulas dejen de producir mucosa y saliva. Sin embargo, no puede controlar las glándulas salivales en la mandíbula y la garganta. El daño al nervio petroso mayor, por lo tanto, generalmente no afecta la producción de mucosa de debajo de la lengua y otras glándulas cercanas.
Este nervio también afecta la producción de lágrimas. El daño puede afectar la lubricación de los ojos. A veces, las señales nerviosas pueden alterarse de tal manera que el hambre puede provocar el flujo de lágrimas en lugar de la estimulación de las glándulas salivales. La función del nervio también puede verse afectada por las infecciones del oído medio, pero la interrupción de la actividad generalmente no detiene por completo el nervio. Se divide del nervio facial antes de la cavidad del oído medio, pero está lo suficientemente cerca como para verse afectado si las infecciones son lo suficientemente graves.
En un espacio llamado meato auditivo, el nervio petroso mayor corre como una rama del séptimo nervio facial. Este nervio controla los músculos faciales, varias glándulas en la cabeza y el sabor en la parte posterior de la lengua. También se vincula a componentes sensoriales en el tímpano y otras partes del oído. El nervio petroso mayor también pasa a través de un área llamada canal pterigoideo junto con el nervio petroso profundo hasta llegar al ganglio pterigopalatino. Es aquí donde diferentes ramas conducen a áreas como la nariz y la boca.
En el otro extremo, el nervio facial viaja al tronco encefálico, que es el destino de algunas fibras nerviosas gustativas. El nervio petroso mayor es el vínculo general entre varias funciones faciales no motoras pero importantes para el cerebro. También es parte de la compleja red de nervios que pasan a través de varias cavidades en el cráneo y otros huesos faciales.