신경계의 활동 대부분은 ‘뉴런’이라 불리는 세포들에 의해 이루어진다. 일반적으로 뉴런에는 ‘축삭’이라는 신경섬유가 있는데, 이 신경섬유는 전기신호를 사용해서 정보를 전달한다. 전기 신호가 신경섬유의 끝에까지 도달한 후 다음 뉴런이나 다른 세포에 화학적 신호를 통해 전달한다.
말초신경계에서는 신경섬유가 덩어리를 이루어 신경을 만들고, 이러한 신경은 인체 안팎으로 정보를 전달한다. 예를 들어 소리의 경우, 귀의 감각수용체가 소리를 느끼면 이를 신경신호로 바꾸어 신경섬유를 통해 뇌로 전달한다.
이렇게 신경자극을 받으면 중추신경계는 말초신경계 중 운동신경에 신호를 보내고 분비샘, 장기, 근육에 작용하여 이들 기관이 적절하게 반응하도록 한다.
또한 중추신경계는 혈압이나 체온 같은 내부 장기와 신체 기능에 대해서도 연속적으로 정보를 입수하여 측정함으로써 우리가 의식하지 못하는 상태에서도 적절한 반응이 쉽게 일어날 수 있도록 한다.