Симпатичний відділ автономної нервової системи включає в себе паравертебральні ганглії, що лежать у вигляді парних ланцюжків (стовбурів) вздовж всього хребта, а також непарні превертебральні ганглії і, крім цього, симпатичні нерви.
У бокових рогах спинного мозку на рівні грудних і поперекових сегментів розміщений симпатичний центр Якобсона. Активність його нейронів регулюється через синаптичні контакти структурами стовбура головного мозку. Аксони нейронів симпатичного центра Якобсона виходять з спинного мозку в складі вентральних (передніх) корінців і утворюють білі з'єднувальні гілки з гангліями симпатичних стовбурів. Від цих стовбурів відходять постгангліонарні аксони і йдуть до органів голови, грудної, черевної та тазової порожнини в складі соматичних нервів, або в складі самостійних нервів. Це сірі з'єднувальні гілки.
Аксони нейронів симпатичного центра Якобсона, що пройшли без переривання через паравертебральні ганглії прямують до непарних превертебральних гангліїв, наприклад, серцевого, легеневого, черевного або сонячного сплетіння, верхнього брижевого, нижнього брижевого. Прегангліонарні аксони дають коллатералі також і до сусідніх гангліїв. Таким чином, прегангліонарний аксон, що виходить на рівні якого-небудь сегмента спинного мозку, іннервує декілька пара- і превертебральних гангліїв, чим забезпечується множинна (мультиплікантна) центральна регуляція різних вісцеральних функцій.
Парасимпатичний відділ автономної нервової системи включає в себе ганглії, розміщені поблизу ефекторних органів або в них, а також парасимпатичні нерви.
Тіла прегангліонарних парасимпатичних нейронів лежать в стовбурі мозку та в сакральному відділі спинного мозку. Аксони прегангліонарних нейронів йдуть до постгангліонарних нейронів, розміщених в гангліях.
Прегангліонарні парасимпатичні волокна, що іннервують внутрішньоочні м'язи, залози голови та ін. покидають стовбур мозку в складі трьох пар черепномозкових нервів - III (окоруховий), VII (лицевий), IX(язико-глотковий).
До органів грудної і черевної порожнини прегангліонарні парасимпатичні волокна йдуть у складі X пари (блукаючий нерв).
До органів порожнини тазу парасимпатичні волокна підходять у складі тазових нервів.
На відміну від симпатичної нервової системи парасимпатична нервова система не інервує м'язи судин, за винятком статевих органів і можливо мозку.