Het autonome zenuwstelsel reguleert de interne activiteiten van het lichaam: bloedcirculatie, ademhaling, spijsvertering. Het is onvrijwillig omdat de activiteit ervan niet afhankelijk is van onze wil, en werkt in coördinatie met het perifere of vrijwillige zenuwstelsel. Het autonome zenuwstelsel begint in de ganglia, of grote verzamelingen neuronen, gelegen aan weerszijden van de wervelkolom en werkt via twee divisies: het sympathische en het parasympathische.
De sympathische afdeling van het autonome zenuwstelsel voert de taak uit om de activiteit van de lichaamsorganen te activeren en verschillende reacties te stimuleren in noodsituaties of in gevallen van hoog energieverbruik: verhoogt de stofwisseling, verhoogt de bloedtoevoer naar de hersenen, verwijdt de bronchiën en de pupillen, verhoogt het zweten en de hartslag, verhoogt de bloeddruk door compressieslagaders, stimuleert de bijnieren.
Het parasympathische deel van het autonome zenuwstelsel vervult de tegenovergestelde, remmende functie: het lichaam gebruikt dit zenuwstelsel in een staat van rust en ontspanning, omdat het energie bespaart. Het neemt deel aan de spijsvertering, dus na het eten voel je je slaperig. Het parasympathische zenuwstelsel vertraagt de hartslag, vernauwt de luchtwegen, verlaagt de bloeddruk, verhoogt de afscheiding uit de neus-, speekselklieren en traanklieren en verhoogt de peristaltische bewegingen en darmafscheidingen.