Um nervo oculomotor é o terceiro nervo craniano, que estimula as funções motoras. Existem 12 nervos cranianos que controlam os processos motores e sensoriais da cabeça e pescoço. O nervo oculomotor controla os músculos que regulam todos os movimentos oculares, exceto a movimentação do globo ocular para baixo ou para fora. O núcleo deste nervo é constituído por muitos pequenos núcleos divididos em grupos anterior e posterior. Esses grupos podem ser divididos em grupos celulares que controlam os músculos individuais.
O nervo oculomotor está conectado a dois núcleos no mesencéfalo: o núcleo oculomotor e o núcleo Edinger-Westphal. O núcleo oculomotor é a fonte de fibras somáticas para os músculos retos, o músculo oblíquo inferior e o músculo supra-palpebral. Esses grupos musculares controlam vários movimentos oculares. O núcleo Edinger-Westphal projeta fibras para o gânglio ciliar, a estrutura localizada na órbita posterior, onde ocorrem processos sensoriais, constrição da pupila, dilatação e atividade dos vasos sanguíneos.
Do tronco cerebral, o nervo oculomotor entra na dura-máter, a camada externa mais resistente de três membranas que circundam o cérebro e a medula espinhal. Encontra-se na parede do seio cavernoso, um compartimento de veias localizado na cabeça, e entra na órbita através da fissura orbital, o espaço entre o assoalho e a parede da órbita, que serve como um canal de movimento para nervos e vasos sanguíneos. O nervo oculomotor transporta fibras parassimpáticas, que diminuem a freqüência cardíaca e permitem ações como a digestão. Essas fibras são transportadas para a pupila e o músculo responsável pela elevação da pálpebra.
As fibras do nervo oculomotor surgem do núcleo no assoalho do aqueduto cerebral. Sua jornada inclui a passagem pelo assoalho do mesencéfalo conhecido como tegmento, o núcleo vermelho e a substância negra, uma estrutura localizada no mesencéfalo que controla a recompensa e o vício. As fibras acabam no meio do pedúnculo cerebral, que é metade do mesencéfalo, após emergir da parede lateral do mesencéfalo, conhecida como sulco oculomotor.
Os nervos oculomotores consistem em dois componentes: o motor somático e o motor visceral. Os componentes somáticos do motor são responsáveis por movimentos oculares exatos, como rastreamento e fixação em um objeto específico. Os componentes motores viscerais lidam com reflexos de luz e acomodação, principalmente relacionados à pupila. Quatro dos seis músculos extra-oculares, aqueles que controlam o movimento ocular, são supridos pelos componentes motores somáticos, bem como o músculo elevador da pálpebra superior, que controla o movimento da pálpebra superior. Os componentes motores viscerais controlam o suprimento nervoso dos músculos da pupila e os das lentes do olho.