自主神经系统控制着身体的非自主功能，例如心率、消化、呼吸、出汗以及内脏器官的调节。它主要在意识之外运作，但对生存至关重要。

它由两个主要部分组成，这两个部分通常作用相反。交感神经系统使身体做好行动准备：它加快心率、扩张瞳孔、将血液输送到肌肉并释放肾上腺素。副交感神经系统则促进休息和恢复：它减缓心率、刺激消化并保存能量。第三个部分，即肠神经系统，在很大程度上独立地控制着胃肠道。

交感神经和自主神经系统始终处于活跃状态；二者之间的平衡会随情况而变化。慢性交感神经优势与压力相关疾病有关。生物反馈和某些冥想练习可以增强对以往被认为完全自动的功能的自主控制，这表明自主控制和自愿控制之间的界限并非绝对。

每当心脏因突然的噪音而加速跳动，或饭后心脏平静下来时，自主神经系统都在调整内部环境以适应当下的情况。