Le système nerveux autonome contrôle les fonctions involontaires de l'organisme : le rythme cardiaque, la digestion, la respiration, la transpiration et la régulation des organes internes. Il fonctionne en grande partie en dehors de la conscience, mais est essentiel à la survie.

Il comprend deux divisions principales qui agissent souvent en opposition. La division sympathique prépare le corps à l'effort : elle accélère le rythme cardiaque, dilate les pupilles, irrigue les muscles et libère de l'adrénaline. La division parasympathique favorise le repos et la récupération : elle ralentit le rythme cardiaque, stimule la digestion et préserve l'énergie. Une troisième division, le système nerveux entérique, gère le tube digestif avec une relative autonomie.

Les deux systèmes nerveux sont actifs en permanence ; leur équilibre varie selon les circonstances. Une dominance chronique du système sympathique est liée aux maladies dues au stress. Le biofeedback et certaines pratiques de méditation peuvent accroître le contrôle volontaire sur des fonctions autrefois considérées comme entièrement automatiques, démontrant ainsi que la frontière entre le volontaire et le autonome n'est pas absolue.

Chaque fois que le cœur s'emballe à un bruit soudain ou se calme après un repas, le système nerveux autonome ajuste l'environnement interne pour répondre aux besoins du moment.