Çevresel sinir sistemi, merkezi sinir sistemi olan beyin ve omurilik dışında kalan sinirlerden oluşur. Bu sistem, vücudun çeşitli bölgeleri ile merkezi sinir sistemi arasında iletişimi sağlar. Çevresel sinir sistemi, iki ana bölümden meydana gelir: somatik sinir sistemi ve otonom sinir sistemi. Her iki bölüm de vücut fonksiyonlarının düzenlenmesinde kritik bir rol oynar.

Çevresel sinir sisteminin bir parçası olan beyinden çıkan sinirler, kafa bölgesinde bulunan kasları ve duyu organlarını kontrol eder. Beyinden çıkan sinirler 12 çift olup, her biri farklı fonksiyonlara sahiptir. Bu sinirler arasında en önemlilerinden biri olan nervus vagus, otonom sinir sisteminin bir kısmını kontrol eder. Diğer önemli sinirler arasında nervus trigeminus, yüzün büyük bölümünü ve çiğneme kaslarını kontrol ederken; nervus vestibulocochlearis, duyma ve dengeyi sağlar.

Çevresel sinir sisteminin diğer önemli bileşeni, omurilik sinirleridir. Omurilik sinirleri, omuriliğin arka ve ön kök bölgelerinden çıkar ve toplamda 31 çift sinirden oluşur. Ön kökten çıkan sinirlerde meydana gelen hasar, sinirlerin kontrol ettiği bölgelerin felç olmasına neden olabilir. Buna karşılık, arka kökten çıkan sinirlerdeki hasar felce yol açmaz ancak duyu organlarının işlevlerini yerine getirmesini engeller. İnsan vücudundaki en büyük ve en uzun sinir lifi, omurilikten başlayıp bacaklara kadar uzanan siyatik siniridir. Bu sinirler, refleks yaylarını oluşturur ve organizmanın hızlı tepkilerini sağlar. Bu tür reflekslere kalıtsal refleks denir; şartlı refleks ise birden fazla duyu organının meydana getirdiği tepkisel davranışlardır.