Un nervio oculomotor es el tercer nervio craneal, que estimula las funciones motoras. Hay 12 nervios craneales que controlan los procesos motores y sensoriales de la cabeza y el cuello. El nervio oculomotor controla los músculos que regulan todos los movimientos oculares, excepto mover el globo ocular hacia abajo o hacia afuera. El núcleo de este nervio está formado por muchos núcleos pequeños que se dividen en grupos anterior y posterior. Estos grupos pueden dividirse aún más en grupos celulares que controlan los músculos individuales.
El nervio oculomotor está conectado a dos núcleos en el mesencéfalo: el núcleo oculomotor y el núcleo Edinger-Westphal. El núcleo oculomotor es la fuente de fibras somáticas de los músculos rectos, el músculo oblicuo inferior y el músculo elevador palpebrae superioso. Estos grupos musculares controlan varios movimientos oculares. El núcleo de Edinger-Westphal proyecta fibras hacia el ganglio ciliar, la estructura ubicada en la órbita posterior donde se producen procesos sensoriales, constricción de la pupila, dilatación y actividad de los vasos sanguíneos.
Desde el tronco encefálico, el nervio oculomotor entra en la duramadre, la capa externa más resistente de tres membranas que rodean el cerebro y la médula espinal. Se encuentra en la pared del seno cavernoso, un compartimento de venas ubicado en la cabeza, y entra en la órbita a través de la fisura orbital, el espacio entre el piso y la pared de la órbita, que sirve como canal de movimiento para los nervios y los vasos sanguíneos. El nervio oculomotor lleva fibras parasimpáticas, que disminuyen la frecuencia cardíaca y permiten acciones como la digestión. Estas fibras son transportadas a la pupila y al músculo responsable de elevar el párpado.
Las fibras del nervio oculomotor surgen del núcleo en el piso del acueducto cerebral. Su viaje incluye pasar por el piso del mesencéfalo conocido como tegmentum, el núcleo rojo y la sustancia negra, una estructura ubicada en el mesencéfalo que controla la recompensa y la adicción. Las fibras finalmente terminan en el medio del pedúnculo cerebral, que es la mitad del mesencéfalo, después de emerger de la pared lateral del mesencéfalo conocida como el surco oculomotor.
Los nervios oculomotores constan de dos componentes: el motor somático y el motor visceral. Los componentes motores somáticos son responsables de los movimientos oculares exactos, como el seguimiento y la fijación de un objeto específico. Los componentes viscerales motores manejan los reflejos de luz y acomodación, principalmente relacionados con la pupila. Cuatro de los seis músculos extraoculares, los que controlan el movimiento ocular, son suministrados por los componentes motores somáticos, así como por el músculo elevador de la palpebra superior, que controla el movimiento del párpado superior. Los componentes motores viscerales controlan el suministro nervioso de los músculos de la pupila y los del cristalino del ojo.