Den del af nervesystemet som ikke ligger i hjerne og rygmarv, kaldes det perifere nervesystem (PNS).

Ordet nerve har en dobbelt betydning, idet det enten kan betegne en enkelt nervecelle (et neuron), eller det kan betegne et bundt af nerveceller. Et sådant nervebundt, som kaldes en perifer nerve (i daglig tale "en nerve"), kan have en meget varierende størrelse: De største perifere nerver består at et stort antal nervetråde, og har en diameter på 15-18 mm, mens de mindste indeholder så få nervetråde, at de knapt er synlige med det blotte øje.

Udover de enkelte nervetråde består den perifere nerve også af forskellige bindevævsskeder, som dels omgiver hver enkelt nervetråd, dels mindre bundter af nervetråde og endelig hele nervebundtet. Herved opnår den perifere nerve en struktur, der kan minde om tovværk (om end ikke snoet ind i hinanden) og opnår en betydelig styrke.

Impulserne i den enkelte nervetråd indeholder ikke information om hvor den kommer fra eller hvorfor. Denne information udledes i hjernen på baggrund af hvilken nervetråd signalet kommer fra og med hvilken frekvens signalet kommer. Det betyder, at hvis nervetråden påvirkes undervejs, vil hjernen ikke kunne skelne mellem dette og en "normal impuls". Dette fænomen kaldes projektion og adskiller sig fra den smerte, man for eksempel ved en blodprop i hjertet føler andre steder i kroppen (se afsnittet "Blodprop i hjertet" side 100).

Der findes mange eksempler på hvordan hjernen "snydes": De fleste har prøvet at slå albuen mod en kant og mærket, hvordan det snurrer i fingrene. Andre eksempler er fantomsmerter, hvor folk for eksempel har ondt i et ben som er amputeret.

Overskæres en perifer nerve, vil den del af nervetråden som hænger sammen med selve nervekroppen overleve i modsætning til den anden del som nedbrydes og forsvinder. Den overlevende del af nerven vil oftest vokse ud igen (med en hastighed på 1-2 mm om dagen) og i de fleste tilfælde vælge "sporet" af den anden. Jo tættere på centralnervesystemet overskæringen sker, jo længere tid vil det tage før nerven atter når sit mål, en proces som i nogle tilfælde kan vare flere år.

Nerverne i det somatiske nervesystem forlader centralnervesystemet direkte fra hjernen eller fra rygmarven (og kaldes derfor også cerebrospinale nerver).

Fra hjernen kommer 12 par hjernenerver (eller kranienerver), som opstår forskellige steder på undersiden af storhjernen og siderne af hjernestammen og passerer ud gennem huller og kanaler i kraniet. Nerverne ender i huden på ansigtet og i musklerne i ansigtet, øjnene, tungen og den øverste del af svælget. En stor nerve (nervus vagus, den tiende hjernenerve) forsyner luftvejene og hjertet og ender i bughulen med udløbere til indvoldene.

Fra rygmarven udspringer 31 par rygmarvsnerver (spinalnerver) (se afsnittet "Rygmarven" side 144), som ender i hud og muskler på krop, arme og ben. Nogle af rygmarvsnerverne indeholder nervefibre fra det autonome nervesystem

Rygmarvsnerverne er opdelt i afsnit (segmenter). Det betyder, at hver enkelt par rygmarvsnerver forsyner et bestemt område både med motoriske og sensoriske fibre.

Som navnet antyder (autonom = selvstyrende) er det autonome nervesystem ikke underlagt viljens kontrol. Det autonome nervesystem består af to (generelt) modsatrettede systemer: Det sympatiske og det parasympatiske nervesystem (sympaticus og parasympaticus).

Alle organernes funktioner reguleres af det autonome nervesystem, hvor det overordnet gælder, at det sympatiske nervesystem fremmer funktioner som er nyttige i kamp- og flugtreaktioner, mens det parasympatiske nervesystem fremmer funktioner, som er relateret til hvileperioder.

Det autonome nervesystems kontrol med kroppens indre miljø, styres af områder i den forlængede marv og i hypothalamus.

De to systemers aktivitet er indbyrdes nøje reguleret, således at en øget aktivitet i det sympatiske nervesystem medfører en nedsat aktivitet i det parasympatiske nervesystem. Det er således sjældent, at der er tale om at det er enten det ene eller det andet system som overtager reguleringen - langt det meste af tiden er der tale om en balance i aktiviteten mellem de to systemer.

Man kan (meget groft) sammenligne det sympatiske nervesystem med speederen i en bil og det parasympatiske nervesystem med bremsen. Uden koordinering mellem de to systemer kunne man risikere en situation, hvor begge systemer havde høj aktivitet (svarende til at trykke både bremse og speeder i bund samtidig - man kommer ingen steder, men slider bilen i stykker) eller at begge systemer har lav aktivitet (svarende til at man slipper alle pedaler - og ikke kontrollerer hvilken retning bilen tager).

Opdelingen af det samlede nervesystem i forskellige typer (centralnervesystem, perifert nervesystem, autonomt nervesystem og så videre) er i mange henseender nyttig for forståelsen og beskrivelsen af nervesystemet. Den har dog også sine begrænsninger, idet der er mange overlap mellem de enkelte systemer. For eksempel kan nogle funktioner, som styres af det autonome nervesystem, påvirkes af viljen (vejrtrækningen styres af det autonome nervesystem, men man kan beslutte sig for at trække vejret hurtigere eller langsommere i et vist omfang) såvel som det modsatte gør sig gældende. Endvidere har en stor del af nerverne i det perifere nervesystem deres cellelegeme liggende dybt inde i centralnervesystemet, hvorfor de enkelte celler indgår i både centralnervesystemet og i det perifere nervesystem.

Det sympatiske nervesystem

I sin mest ekstreme funktion giver det sympatiske nervesystem ophav til "kæmp-eller-flygt"-reaktionen ("fight-or-flight response").

I en stressende situation vil aktiviteten i det sympatiske nervesystem (koordineret af hypothalamus) stige voldsomt samtidig med, at aktiviteten i det parasympatiske nervesystem nedsættes til et minimum. Samtidig vil binyrerne udskille adrenalin som forstærker en række af de nedenfor nævnte reaktioner.

Påvirkningen af kredsløbet resulterer i et øget blodtryk (øget minutvolumen i hjertet). Samtidig omfordeles kroppens blodmængde, således at blodgennemstrømningen af mave-tarm-kanalen og huden nedsættes, mens den stiger i skeletmuskulatur og hjerte. Hjernens blodgennemstrømning er især reguleret lokalt, og kun i mindre grad af det autonome nervesystem, og modtager derfor den samme mængde som hidtil.

Åndedrætsfrekvensen stiger og bronkierne udvides. Mens spytsekretionen nedsættes ændres sammensætningen af spyttet, så man stadig kan fugte slimhinden i luftvejene på trods af den øgede vejrtrækning.

Det sympatiske nervesystem påvirker også øjnene, således at pupillen udvides (så mere lys slipper ind og synsfeltet bliver bredere), samtidig afslappes øjets muskler, hvilket medfører at øjets linse afslappes, hvorved man ser skarpt på lang afstand. Desuden reguleres også stofskiftet: Leveren øger sin produktion og udskillelse af sukker (glukose) til blodet og fedtvævet nedbrydes, så mere energi bliver til rådighed for organismen.

I huden trækkes blodkarrene sammen, hvilket nedsætter hudens samlede blodgennemstrømning, under nøje hensyntagen til kroppens temperatur som stadig skal holdes konstant.

Endelig skal også nævnes, at der til aktiveringen af det sympatiske nervesystem hører en øget udskillelse af andre hormoner end blot adrenalin. Et af disse hormoner medfører dannelsen af b-endorphin, et stof med morfin-lignende egenskaber, som øger smertetærsklen.

Det sympatiske nervesystem kan aktiveres i større eller mindre grad, hvorfor alle de nævnte reaktioner ses i større eller mindre omfang.

Aktiveringen af det sympatiske nervesystem kan have forskelligt grundlag og ske på forskellig vis fra situation til situation; "kæmp-eller-flygt"-reaktionen skal således kun ses som en model på det sympatiske nervesystems måde at reagere på.

Det parasympatiske nervesystem

Som modsætning til det sympatiske nervesystem findes det parasympatiske nervesystem (parasympaticus).

Dette system fremmer alle de reaktioner, som foregår i hvile eller har med kroppens (artens) genopbygning og videreførelse at gøre: Det øger sult og evnen til at fordøje føden, det fremmer trangen til at lade vandet eller have afføring, såvel som det også spiller ind i forhold til forplantningen.

Mens det sympatiske nervesystem kan sende impulser til alle kroppens væv, har det parasympatiske ikke nervetråde til blodkar, fedtvæv eller hud.

Det parasympatiske nervesystem kan derfor ikke direkte påvirke disse områder, men gør det indirekte ved at bremse aktiviteten i det sympatiske nervesystem, hvorved aktiveringen af områderne sænkes.

Blandt de vigtigste effekter af det parasympatiske nervesystem findes en øget produktion og udskillelse af fordøjelsesenzymer og øget aktivitet i mave-tarm-kanalen.