Les nerfs des systèmes nerveux sympathique et parasympathique constituent le système nerveux végétatif (ou autonome) qui est responsable de la régulation des fonctions automatiques internes de l'organisme (par exemples : digestion, transpiration...).

Par leurs actions opposées, les systèmes sympathique et parasympathique contrôlent l'activité de plusieurs organes et fonctions. Leurs cellules nerveuses (neurones) innervent les cellules des muscles lisses (présents dans la paroi de nombreux organes), du muscle cardiaque, des glandes et des cellules du système immunitaire.
Le système nerveux sympathique

L'activation du système nerveux sympathique prépare l'organisme à l'activité. Devant un stress important, il orchestre la réponse de fuite ou de lutte. Il dilate les bronches, accélère l'activité cardiaque et respiratoire, augmente la tension artérielle, dilate les pupilles et augmente la transpiration. Il diminue l'activité digestive. Ce système est associé à l'activité de deux neurotransmetteurs: la noradrénaline et l'adrénaline.

Le système nerveux parasympathique

L'activation du système nerveux parasympathique amène un ralentissement général des fonctions de l'organisme. Le rythme cardiaque et l'activité respiratoire sont ralentis et la tension artérielle diminuée. La fonction digestive et l'appétit sexuel sont favorisés. Ce système est associé au neurotransmetteur acétylcholine.

Le système nerveux autonome constitue, avec le système nerveux somatique, le système nerveux périphérique.