Çevresel sinir sistemi, beyin ve omurilikten çıkarak vücuda dağılan sinirlerden oluşur. Bu sinirler, merkezî sinir sistemi (beyin ve omurilik) ile vücudun diğer bölümleri arasında bağlantı kuran geniş bir sinir ağı meydana getirir.
Omurilikten çıkan sinirlere omurilik sinirleri, beyinden çıkanlara kafa sinirleri denir. Omurilik sinirleri; omurilikten çıkarak tüm vücuda dağılır. 31 çift olan bu sinirler duyu ve motor nöronlarından oluşur. Bunlardan en uzunu bacaklara giden siyatik siniridir. Kafa sinirleri; beyinden çıkarak baş ve gövdenin üst kısmındaki organlara dağılır. Bu sinirler 12 çifttir, duyu ve motor nöronlarından oluşur. Bu sinirlerden onuncu kafa siniri olan vagus siniri bağırsak, mide, kalp, pankreas ve akciğer gibi iç organların çalışmasını kontrol eder.
Çevresel sinir sistemindeki sinirler, görev ve işleyiş bakımından somatik sinir sistemi ve otonom sinir sistemi olarak iki grupta incelenir:
1. Somatik sinir sistemi
Beynin kontrolünde, istemli vücut hareketlerini yöneten sinir sistemidir. İskelet kaslarını merkezî sinir sistemine (beyin ve omurilik) bağlar. Motor ve duyu nöronlarından oluşur. Somatik sinirlerin hücre gövdeleri merkezî sinir sisteminde bulunur. Aksonları ise iskelet kaslarına gider. Somatik sinirler yürümek, koşmak, yazı yazmak, resim çizmek, spor yapmak, şarkı söylemek gibi beyin kontrolündeki istemli vücut hareketlerini kontrol eder. Bu sinirlerin akson çapları geniştir ve miyelinlidir. Bu yüzden somatik sinir sisteminde impuls iletimi hızlıdır.
2. Otonom sinir sistemi
İstemsiz olarak çalışır. Beyinden ve omurilikten gelen motor sinirlerden meydana gelir. Otonom sinir sisteminin tamamı miyelinsiz sinirlerden oluşur. Bu yüzden impuls iletimi miyelinli motor sinirlere göre daha yavaştır. Otonom sinir sistemi bazı salgı bezlerinin ve iç organların çalışmasını düzenler.