Le système nerveux central est composé du cerveau et de la moelle épinière. Il constitue le principal centre de contrôle et d'intégration du corps, recevant les informations sensorielles, les traitant et émettant des commandes motrices.

Le cerveau est protégé par la boîte crânienne et par trois méninges ; la moelle épinière, qui se situe à l’intérieur de la colonne vertébrale, est également enveloppée de méninges. Tous deux baignent dans le liquide céphalo-rachidien qui les protège et contribue à réguler leur environnement chimique. Les voies ascendantes de la moelle épinière transmettent les signaux sensoriels au cerveau ; les voies descendantes transmettent les signaux moteurs aux muscles et aux glandes. Les arcs réflexes peuvent se dérouler au sein même de la moelle épinière, permettant des réponses rapides sans intervention directe du cerveau.

Les lésions du système nerveux central sont souvent irréversibles, car les neurones matures ont une capacité de régénération limitée. Les accidents vasculaires cérébraux, les traumatismes crâniens, la sclérose en plaques et les maladies neurodégénératives illustrent tous les conséquences d'une perturbation au sein de ce noyau protégé mais vulnérable. La recherche sur la réparation de la moelle épinière et les interfaces cerveau-ordinateur repousse sans cesse les limites des possibilités de récupération.

Chaque mouvement volontaire, chaque sensation perçue et chaque pensée dépendent du bon fonctionnement du système nerveux central.