O núcleo trigeminal é a base do nervo trigêmeo no tronco cerebral. É o lugar onde todas as sensações do rosto, como dor e tato, são primeiro processadas no cérebro. O núcleo trigêmeo da coluna vertebral recebe informações sobre dor e temperatura na face, enquanto o núcleo principal é o destino das informações sobre toque e posição. Outros nervos cranianos que mediam o sentimento em qualquer parte da face também enviam fibras para esses núcleos.
O nervo trigêmeo também é chamado de nervo craniano V. Transporta a sensação das fibras nervosas da face para o cérebro para processamento. O núcleo trigêmeo é o local em que todas essas diferentes fibras que conduzem da face convergem, pois é a origem do quinto nervo craniano. Dor e temperatura, e toque ou pressão, são retransmitidos para o núcleo, mas com diferentes caminhos através do cérebro. Anatomicamente, o núcleo é dividido em três seções, começando na base da medula espinhal e prosseguindo até o mesencéfalo.
Uma seção é o núcleo trigêmeo da coluna vertebral. Começando no topo da medula espinhal, grupos de neurônios são organizados de acordo com a parte da face em que processam os sentimentos. As informações sobre dor e temperatura que chegam aqui são então enviadas para o tálamo e o córtex, onde são moduladas as experiências conscientes das sensações. Antes que haja qualquer percepção de alterações na dor ou posição da face, as informações chegam primeiro ao núcleo trigêmeo da coluna vertebral. As fibras sensoriais de outros nervos cranianos, como o facial e o glossofaríngeo, também retornam para lá.
O principal núcleo trigeminal transporta informações de diferentes receptores que transmitem a sensação de toque na face. Não há um único senso de toque, mas terminações nervosas que respondem à pressão leve, pressão profunda e estiramento na pele. Localizados na ponte do tronco cerebral, os neurônios do núcleo principal estão dispostos em um mapa da face. As sensações do queixo, nariz, bochechas e outras partes do rosto são processadas separadamente aqui antes de serem integradas a um sentimento mais unificado no cérebro.
O núcleo trigeminal está muito próximo das partes do tronco cerebral que regulam a respiração, a frequência cardíaca e a resposta pupilar. É por isso que a dor no rosto recebe uma resposta reflexa rápida, mesmo antes que uma pessoa se torne plenamente consciente da dor. Além disso, uma vez que todos os nervos cranianos surgem do tronco encefálico, tumores ou lesões nessa região frequentemente afetam as funções de mais de um núcleo. Identificar a origem da dor, por exemplo, no nervo trigêmeo, nem sempre é direto.