يتكون الجهاز العصبي المحيطي من جميع التراكيب العصبية خارج الدماغ والحبل الشوكي. وهو يربط الجهاز العصبي المركزي بالأطراف والأعضاء والمستقبلات الحسية.

تنقل الأجزاء الحسية (الواردة) المعلومات إلى الداخل من المستقبلات الموجودة في الجلد والعضلات والمفاصل والأعضاء الداخلية. أما الأجزاء الحركية (الصادرة) فتنقل الأوامر إلى الخارج إلى العضلات والغدد. يتحكم الجهاز الجسدي في العضلات الهيكلية الإرادية، بينما ينظم الجهاز الذاتي الوظائف اللاإرادية وينقسم بدوره إلى فرعين: الودي واللاودي. وتشكل الأعصاب القحفية والنخاعية المسارات الرئيسية للجهاز العصبي المحيطي.

على عكس الجهاز العصبي المركزي، تتمتع الأعصاب الطرفية بقدرة أكبر على التجدد بعد الإصابة، مع أن التعافي غالبًا ما يكون غير مكتمل. وتُظهر أمراض مثل اعتلال الأعصاب الطرفية، ومتلازمة غيلان-باريه، وأنواع مختلفة من انضغاط الأعصاب، مدى هشاشة هذه المسارات العصبية. يُعد الجهاز العصبي الطرفي بمثابة شبكة الأعصاب الممتدة في الجسم، وبدونه سينعزل الدماغ عن العالم الخارجي وعن الجسم الذي يسكنه.

كل إحساس يصل إلى الدماغ وكل أمر يصل إلى العضلة ينتقل عبر الجهاز العصبي المحيطي.