Obwodowy układ nerwowy składa się ze wszystkich struktur nerwowych znajdujących się poza mózgiem i rdzeniem kręgowym. Łączy on ośrodkowy układ nerwowy z kończynami, narządami i receptorami czuciowymi.

Podziały czuciowe (aferentne) przekazują informacje do wewnątrz z receptorów w skórze, mięśniach, stawach i narządach wewnętrznych. Podziały ruchowe (eferentne) przekazują polecenia na zewnątrz do mięśni i gruczołów. Układ somatyczny kontroluje mięśnie szkieletowe zależne od woli; układ autonomiczny reguluje funkcje mimowolne i dzieli się na gałęzie współczulne i przywspółczulne. Nerwy czaszkowe i rdzeniowe tworzą główne szlaki układu obwodowego.

W przeciwieństwie do ośrodkowego układu nerwowego, nerwy obwodowe mają większą zdolność regeneracji po urazie, choć powrót do zdrowia często jest niepełny. Choroby takie jak neuropatia obwodowa, zespół Guillaina-Barrégo i różne rodzaje ucisków nerwów ilustrują podatność tych szlaków na uszkodzenia. Obwodowy układ nerwowy to rozbudowane okablowanie organizmu, bez którego mózg byłby odizolowany od świata i ciała, w którym żyje.

Każde doznanie docierające do mózgu i każde polecenie docierające do mięśnia przechodzi przez obwodowy układ nerwowy.