周围神经系统网络与脑和脊髓相联系。周围神经的感觉纤维从感官和内脏器官等感受器获取信息；运动纤维则控制肌肉的运动和腺体的分泌。
从脑干直接分出部分神经纤维束，分不到头、颈及胸部内脏器官，这些神经称为脑神经，共有十二对，它们不经过脊髓而直接与脑相连。
1、嗅神经：嗅神经分布于鼻粘膜的感觉细胞，接受鼻腔上部嗅上皮；来的信息，经过嗅球和嗅束传递到脑中枢。当人患感冒时，嗅觉失灵，就是鼻粘膜细胞肿胀所致。
2、视神经：神经纤维分布于眼球的视网膜，接受来自视网膜的视感细胞和视锥细胞的信息；视神经经蝶骨开口进颅腔，将视觉传达到大脑的视觉中枢。双侧视神经的部分纤维在视交叉处跨到对侧，形成视束。每一支视神经包含大约百万条感觉纤维，是脑神经中信息量最大的神经。
3、动眼神经：与第4和第6对脑神经一起支配和调节眼肌的随意运动，运动眼球和眼睑。动眼神经还通过虹膜肌控制瞳孔的收缩，通过睫状肌调节晶状体的焦距。
4、滑车神经：支配眼睛的上斜肌。
5、三叉神经：是脑神经中最粗大的一对，分为三大支：眼神经、上颌神经和下颌神经。眼神经和上颌神经接受来自眼、脸和牙的感觉；下颌神经的运动纤维则控制咀嚼肌，感觉纤维接受下颌部的感觉。
6、外展神经：支配眼外直肌。
7、面神经：感觉来自舌前2/3的味蕾，运动支控面部表情肌运动和唾液腺、泪腺的分泌。面神经受损会发生面瘫，脸部出现不对称扭曲。
8、听神经（前庭蜗神经）：前庭蜗神经的前庭支接受内耳关于头和身体的方向和平衡的神经信号；蜗支传递耳关于声音和听觉的信息。
9、舌咽神经：与第12对脑神经支配舌头肌肉的运动和吞咽，分管传递来自舌和咽的味觉、触觉和温度觉。还与其他神经一起调节血压和心率。
10、迷走神经：是脑神经最长和分支最多的脑神经。迷走神经包含感觉、运动和自主神经纤维，分布从头的下部到咽喉、颈部、胸部、腹部，关系到许多生命功能如呼吸、消化系统、心脏的感觉、运动及腺体分泌。
11、副神经：控制头、颈和肩部的肌肉运动，以及与吞咽有关的咽喉肌的运动。
12、舌下神经：支配舌头肌肉活动。
脊髓的神经纤维把脑与躯干和四肢联系起来。脊髓不仅仅是被动传递神经信号的通道，必要时可以不通过脑，产生脊髓反射。
脊髓的两边伸出神经纤维，通过椎骨的椎间孔穿出，聚集成一条条脊神经，共31对。即8对颈神经（形成2个神经丛：颈丛和臂丛，分不到头、颈、肩、臂、手、胸区和膈区。）、12对胸神经（除了参与臂丛第1对胸神经外，胸部的脊神经支配肋间肌、背深肌和腹肌。）、5对腰神经（5对腰部的脊神经的上4对形成了腰丛，支配腰壁、部分大腿和小腿；第4和第5腰神经还与骶神经第1—4神经互相联系。）、5对骶神经和一对尾神经（骶丛和第5腰神经和尾丛发出分支到大腿，臀部和下肢的肌肉和皮肤，以及肛门和会阴。）。
每一支脊神经都一分再分，有许多分支。脊神经的 背支分布到身体的背部，而腹支分布到前面和两侧。脊神经的分支之间相互吻合，成为能够分享信息的神经丛。神经丛发出的信息沿脊神经的各级分支到达相应的支配区域。
脊神经在颈部形成颈神经丛和臂神经丛，这两个神经丛的神经纤维主要支配肩胛部位和上肢的肌肉，由这两个神经丛发出的神经有桡神经、正中神经和尺神经等。
腰骶部神经形成了腰骶神经丛，由这个神经丛发出的主要神经有股神经和坐骨神经。如果股神经受损，膝关节无法伸直，大腿的弯曲会减小，腿的前内侧会失去知觉。坐骨神经受损伤的话，脚部会下垂，行走时为了防止跌倒，会将腿抬得很高，宛如踏正步一样，而且腿后侧及脚部知觉丧失。