Nervová soustava koordinuje činnost těla, zajišťuje zpracování podnětů a odpověď na ně. Dělí se na následující části:

• centrální nervová soustava (CNS) – Zahrnuje mozek a míchu.
• periferní nervová soustava (PNS, také někdy obvodová) – Zahrnuje nervy.

Součásti nervové soustavy se skládají z nervové tkáně. Ta obsahuje následující buňky:

• neurony – Zajišťují rychlé vedení vzruchů, v dospělosti se obvykle nedělí.
• gliové buňky (souhrnně glie) – Obnovují se, zajišťují mj. ochranu a výživu neuronů (je jich přibližně stejné množství).

Signál do těla neuronu přichází obvykle krátkými výběžky (dendrity, a), prochází přes tělo neuronu (b) a poté odstředivě putuje axonem (c). Ten je izolován myelinovou pochvou (d). Mezi jejími částmi jsou Ranvierovy zářezy (e), díky tomu se signál může šířit skokově. Spojení neuronu a další buňky (např. dalšího neuronu – g) se nazývá synapse (f), v té se signál šíří díky vyplavení látek – neurotransmiterů.

Reflex je odpověď organizmu na podnět, probíhá v tzv. reflexním oblouku. Ten může vypadat takto:

• vznik signálu v receptoru (např. porušení kůže při sáhnutí na horkou plotnu, a)
• dostředivá dráha (b)
• nervové centrum (např. mícha, c)
• odstředivá dráha (d)
• výkonný orgán (např. stáhnutí svalu → ucuknutí, e)

Reflexy mohou být nepodmíněné (vrozené) či podmíněné (utvářejí se učením v průběhu života, zkoumal je I. P. Pavlov).

Mícha je součástí centrální nervové soustavy. Prochází otvory obratlů, skládá se z bílé hmoty (výběžky neuronů) a šedé hmoty (těla neuronů). Uprostřed je kanálek s mozkomíšním mokem. Přerušení míchy vede ke ztrátě hybnosti a citlivosti v určité části těla.

Mozek zahrnuje tyto součásti:

• Mozkový kmen sestává z prodloužené míchy (a), Varolova mostu (b) a středního mozku (c). Řídí např. dýchání, srdeční tep a některé životně důležité reflexy.
• Mozeček (d) zajišťuje zejména přesnost pohybů (ta je narušena např. ethanolem).
• Mezimozek (e) sjednocuje činnost orgánů (souvisí s endokrinní soustavou, jeho součástí je i epifýza – šišinka, navazuje na něj hypofýza – podvěsek mozkový), prochází tudy množství nervových drah, je zde zajišťována regulace tělesné teploty.
• Koncový mozek (f) se skládá ze dvou hemisfér, na jejichž povrchu je mozková kůra. Části mozkové kůry mají konkrétní funkce (např. motorická oblast, zraková oblast…).

Aktivitu mozku lze sledovat např. pomocí EEG (elektroencefalografie).

Mícha i mozek jsou kryté obaly. V mozkových komorách, okolo mozku a v míše se nachází mozkomíšní mok. Ten např. obsahuje živiny, odvádí odpadní látky, jeho odběrem lze zjišťovat mnohá onemocnění.

Periferní nervová soustava zahrnuje 31 párů míšních nervů, které se spojují v pleteně. 12 párů hlavových nervů inervuje oblast hlavy a krku, vycházejí převážně z mozkového kmene. Součástí periferní nervové soustavy je tzv. autonomní (vegetativní) nervstvo, to řídí vnitřní orgány. Člení se na sympatikus (působí obvykle budivě) a parasympatikus (působí obvykle tlumivě).

Mezi onemocnění nervové soustavy patří např. cévní mozková příhoda („mozková mrtvice“), klíšťová (meningo)encefalitida či Alzheimerova nemoc.

Spánek slouží k regeneraci orgánových soustav, udržení paměti a nálady. Při non-REM fázi je utlumen dech, srdeční frekvence i aktivita mozku. Naopak při REM fázi (z angl. rapid eye movement) je mozek aktivní, při této fázi spánku dochází obvykle ke snění.