Nas discussões sobre anatomia, o cérebro e o sistema nervoso central (SNC) podem ser referidos como entidades separadas. O cérebro, no entanto, é um componente do sistema nervoso central, assim como a medula espinhal. Funciona como o centro de controle do corpo, enviando e recebendo informações, o que ocorre por meio de sinais elétricos chamados impulsos nervosos. Esses impulsos nervosos são enviados ao longo da medula espinhal e para os tecidos do corpo através dos nervos que saem da coluna vertebral, transmitindo mensagens do cérebro, como comandos para que os músculos se contraiam. Por outro lado, o sistema nervoso periférico, que consiste nos nervos e células nervosas distribuídas por todo o corpo, envia informações do corpo de volta ao cérebro para interpretação.
Onde o cérebro é o centro de informações do sistema nervoso, o sistema nervoso central como um todo é responsável pela transmissão e interpretação das mensagens enviadas entre o cérebro e o corpo. Os impulsos nervosos, que se deslocam na direção ou fora do cérebro, devem ser canalizados para cima ou para baixo na medula espinhal, a parte inferior do sistema nervoso central. Aqueles enviados para fora do cérebro e para o corpo são chamados de sinais motores, pois geralmente dizem aos músculos do corpo para se moverem em resposta a um estímulo. Um exemplo seria pisar da calçada na areia: as células chamadas receptores sensoriais sinalizam ao cérebro que o chão não está mais firme sob os pés, e o cérebro e o sistema nervoso central coordenam e enviam um sinal motor de volta aos músculos usados na caminhada, para que possam se ajustar à superfície irregular.
O sistema nervoso central também recebe impulsos nervosos do corpo, conhecidos como sinais sensoriais. As células receptoras sensoriais na pele e em todo o corpo enviam atualizações de status ao cérebro sobre tudo, desde a dor à temperatura e a função do órgão – é assim que o corpo mantém seu estado estável de operação, conhecido como homeostase. Esses sinais viajam pela medula espinhal até a parte superior do SNC: cérebro e tronco cerebral. Lá eles podem ser interpretados e determinada resposta corporal apropriada, como um aumento da saliva na boca em antecipação a uma refeição ou sair rapidamente da areia quente demais para caminhar. Por meio dessa coordenação da entrada e resposta sensorial do sistema nervoso central e dos nervos e receptores periféricos, o corpo pode se ajustar ao seu ambiente interno e externo.