Le système nerveux est un système en réseau formé des organes des sens, des nerfs, du cerveau, de la moelle épinière, etc. Il coordonne les mouvements musculaires, contrôle le fonctionnement des organes, véhicule les informations sensorielles et motrices vers les effecteurs, et, chez les animaux dotés d'un cerveau limbique, régule les émotions, et ceux dotés d'un cerveau cognitif, régule l'intellect.
Chez les vertébrés on distingue traditionnellement le système nerveux central (encéphale et moelle spinale (moelle épinière dans l'ancienne nomenclature anatomique)) du système nerveux périphérique (nerfs crâniens sensori-moteurs, nerfs rachidiens et système entérique).
Le système nerveux central est composé de cellules nerveuses hautement spécialisées appelées neurones. Les cellules nerveuses établissent entre elles des connexions, les synapses. Des milliards de ces synapses contribuent au traitement d'un seul stimulus. Ceux-ci sont acheminés par des fibres afférentes de la moelle épinière jusqu'au cerveau, les axones qui les constituent sont généralement entourés d'une substance blanche appelée gaine de myéline. Cette gaine est générée par les cellules de Schwann dans le système nerveux périphérique et par les oligodendrocytes dans le système nerveux central.
Le système nerveux est responsable du bon fonctionnement des activités végétatives et motrices. Au niveau de la moelle épinière, une série de cellules sensitives en T ramènent le message nerveux de nature végétative ou motrice transmis par les capteurs sensoriels sensibles à la pression, à la température, au toucher, à la douleur ou à l'étirement (fuseau neuromusculaire), le corps cellulaire de cette cellule nerveuse étant exceptionnellement dans le ganglion spinal de la racine postérieure de la moelle, jusqu'à la moelle pour constituer la principale afférence de stimuli sensoriels. Ces stimuli peuvent informer le cerveau de façon consciente de ce qui se passe dans le corps ou dans notre environnement en vue d'une image conceptuelle, d'une mémorisation, d'un jugement ou d'une réponse volontaire ou en attente d'une régulation réflexe adéquate en parcourant des voies ascendantes dont les voies intéroceptives, proprioceptives consciente et inconsciente et extéroceptives.
Ceux-ci subissent ensuite le rétrocontrôle du système nerveux par l'intermédiaire d'interneurones et des voies pyramidales ou extrapyramidales descendantes pour ensuite partir des cornes antérieures de la moelle épinière sous forme de fibres efférentes afin d'innerver les organes vitaux ou les muscles. Finalement le système nerveux agit souvent conjointement avec le système hormonal et est cartographiable avec une très grande plasticité non pas selon la phrénologie mais selon les types de fibres afférentes associatives en aires sensorielles et motrices.
La cellule nerveuse est formée par une partie principale, le corps de la cellule, duquel sont issus des prolongements.
Comme pour toute cellule, le corps du neurone comprend un cytoplasme et un noyau.
Le cytoplasme est limité par une membrane cytoplasmique. Il contient des filaments que l'on met en évidence par des colorations spéciales et que l'on appelle des neurofibrilles. Il contient en outre de nombreuses enclaves (surtout lipidiques) et un organe spécial formé de corpuscules dont le nombre, la forme et la situation varient suivant la fonction de la cellule ; ce sont les corps de Nissl.
Le noyau ne présente pas de particularités de structure par rapport aux autres cellules. Il est limité par une membrane nucléaire et contient chromatine et nucléoles.
La forme du corps du neurone est cependant variable suivant la région, mais assez constante dans une région déterminée : cellules piriformes au niveau du cervelet, cellules pyramidales au niveau de l'écorce cérébrale.
Elle varie également de 6 à 140 microns.
Ils sont constants, c'est en effet grâce à ses prolongements que la cellule nerveuse entre en contact avec les organes qu'elle innerve ou avec les autres neurones. La cellule nerveuse présente deux sortes de prolongements : les dendrites et l'axone.
Ce sont des prolongements implantés sur le corps cellulaire qui se présentent sous forme d'arborisations fines et courtes, disposées irrégulièrement et se terminant en de très nombreuses ramifications.
Le nombre des dendrites varie selon chaque type de cellule, certaines possédant plusieurs dendrites, d'autre n'en possédant qu'un seul.
Le fait essentiel à connaître est que les dendrites, qui sont conducteurs de l'influx nerveux, ne peuvent, dans les conditions physiologiques normales, conduire cet influx que dans un seul sens, de l'extrémité des arborisations du dendrite vers le corps de la cellule (direction dite cellulipète). Le sens de conduction de l'influx différencie les dendrites de l'axone.
On lui donne également le nom de cylindraxe. Le cylindraxe se présente sous forme d'une tige allongée, de surface lisse, de calibre invariable. Il n'existe qu'un seul axone par cellule nerveuse, alors qu'il peut exister plusieurs dendrites. L'axone est parfois très court, mais sa longueur est parfois considérable : pour les nerfs périphériques par exemple, le neurone moteur est situé au niveau de la moelle épinière et la terminaison de cylindraxe au niveau de la plaque motrice du muscle qu'il innerve, ce qui représente un trajet long parfois de plusieurs décimètres. Le cylindraxe se termine comme les dendrites par des arborisations irrégulières et ramifiées.
Ici encore, le fait essentiel à retenir est que le cylindraxe, tout comme les dendrites, ne peut conduire les influx nerveux que dans un seul sens : du corps de la cellule nerveuse vers les arborisations terminales de l'axone (direction dite cellulifuge).
Elles comprennent les sensations organiques, la douleur viscérale. Ces voies sont discriminatives ne laissant passer que la douleur.
Ce sont les voies de la motricité "volontaire", spécifique des Vertébrés. Elles partent du cortex moteur puis passent par la région ventrale du cerveau postérieur (où elles forment des petites protubérances de section triangulaire d'où le terme pyramidal), accèdent à la moelle épinière et se poursuivent par les motoneurones. Dans la plupart des cas, un seul neurone sert de connexion entre le cortex et le motoneurone.
La distinction entre système nerveux et système hormonal est quelquefois floue, notamment à cause des neurohormones : ce sont des molécules produites par des neurones sous le contrôle d'impulsions nerveuses mais déversées dans le sang. Beaucoup de neurohormones sont produites dans l'hypothalamus et déversées dans le sang dans la neurohypophyse (Exemple : ocytocine, vasopressine...).
La partie du système nerveux dédiée à l'action des muscles forme, avec le squelette et le système musculaire, l'appareil locomoteur.