Периферическая нервная система включает 12 пар черепных нервов, которые входят в мозг и выходят из него и связаны с областями головы, лица и шеи, и 31 пару спинных нервов, которые входят и выходят через отверстия между позвонками. Эти нервы проводят сенсорные и двигательные импульсы в обоих направлениях между головным мозгом и тканями и органами.

В периферической нервной системе есть отделы, которые могут контролироваться сознанием, и отделы, которые сознанием не контролируются. Первые позволяют чувствовать, например, зуд в ногах посредством импульсов (сигналов), которые идут от ног через спинномозговой канал в головной мозг, где этот импульс анализируется и квалифицируется как зуд. Затем головной мозг посылает импульс через спинной мозг к мышцам рук, побуждая их делать почесывающие движения.

Неконтролируемые сознанием отделы регулируют бессознательные движения, например изменения сердечного ритма, частоту дыхания, деятельность желез, потоотделение. Импульсы этих отделов перерабатываются главным образом в стволе мозга, без осмысления. Например, информация о перегревании тела посылается от спинного мозга в ствол мозга, который отдает команды потовым железам выделять пот для охлаждения тела.

Все еще не до конца ясно, как нервная система справляется с контролированием всех реакций организма и как она обеспечивает мышление и эмоции. Но хотя эта сложная и мощная система способна делать больше, чем в сумме ее части, она очень хрупкая. Однажды поврежденный или разрушенный нейрон, как правило, не восстанавливается. Если повреждение слабое, другой нейрон берет на себя функции поврежденного, но в большинстве случаев повреждение становится необратимым.