Autonomiczny układ nerwowy kieruje funkcją narządów wewnętrznych, mięśni gładkich i gruczołów. Działa niezależnie od woli. W układzie autonomicznym drogi nerwowe ruchowe są dwuneuronowe i w każdej występuje zwój nerwowy. Impulsy nerwowe przesyłane są za pośrednictwem włókien bezmielinowych, stąd ich przekaz jest wolniejszy niż w układzie somatycznym. Neuroprzekaźnikami są acetylocholina i noradrenalina. Dzieli się go na części współczulną i przywspółczulną, które działają przeciwstawnie względem siebie.
Obwodową część AUN tworzą zwoje wegetatywne (trzewne) oraz neurony zazwojowe, których ciała znajdują się w zwojach trzewnych i neurony przedzwojowe, mające ciała neuronów w ośrodkowym układzie nerwowym (rdzeniu kręgowym i pniu mózgu). Na ośrodkową część AUN składają się ośrodki rozmieszczone w rdzeniu kręgowym i rdzeniu przedłużonym oraz międzymózgowiu i moście
Układ współczulny ma swoje ośrodki w rdzeniu kręgowym. Umożliwia podjęcie przez organizm wysiłku fizycznego oraz wyrównuje zaburzenia homeostazy. Pobudzenie przejawia się rozszerzeniem źrenic, zwężeniem tętnic, rozszerzeniem oskrzeli, zahamowaniem czynności trawiennych, wzrostem stężenia glukozy we krwi oraz nasileniem procesów katabolicznych. Zwiększa się też koncentracja.
Układ przywspółczulny uaktywnia się w stanie relaksacji organizmu. Wzmaga procesy trawienne, zwalnia akcję serca, rozszerza naczynia krwionośne, zwęża źrenice, nasila procesy anaboliczne. Ośrodki układu przywspółczulnego znajdują się w śródmózgowiu, międzymózgowiu, rdzeniu przedłużonym oraz rdzeniu kręgowym.