A vegetatív idegrendszer a zsigeri működéseket szabályozza. A vegetatív reflexek mozgató- (végrehajtó) neuronjai a környéki idegrendszer dúcaiban találhatók. A központi idegrendszerből kilépő, vegetatív szabályozást végző idegrostok a vegetatív dúcokba futnak, és ott szinapszist alkotnak a végrehajtó neuronnal. A végrehajtó neuron simaizommal vagy miriggyel alkot szinapszist. Ingerület hatására az izom összehúzódik, illetve a mirigy váladéktermelése fokozódik.
A szomatikus és a vegetatív idegrendszer felépítése jellegzetes különbségeket mutat. A szomatikus reflexívekben a mozgatóneuron sejtteste a központi idegrendszerben található, és axonja a végrehajtó szervhez, valamelyik vázizomhoz fut. Az ingerület az izom összehúzódását idézi el
A központi idegrendszerben a vegetatív szabályozást végző neuroncsoportok igen sok helyen megtalálhatók, így többek között a gerincvelőben, az agytörzsben és a hipotalamuszban is. A környéki idegrendszerhez tartozó, vegetatív működéseket szabályozó idegsejtek két fő úton fejtik ki hatásukat a zsigeri működésekre. A vegetatív idegi szabályozás két fő típusa alapján különböztetjük meg a szimpatikus és a paraszimpatikus idegrendszert.
Szimpatikus idegrendszer
A szimpatikus idegrendszerben a vegetatív működéseket szabályozó idegsejtek axonjai a mellkasi és ágyéki gerincvelői idegekben lépnek ki, majd több irányban, gazdagon elágaznak. A környéki idegrendszer egyes vegetatív dúcaiban az axonágak átkapcsolódnak, és a következő sejtek axonjai különböző szervek felé továbbítják az ingerületet. Az ingerület így a szervezetben sok irányban szóródik, ezért a szimpatikus idegrendszer általános hatású, egyszerre több szerv működését befolyásolja.
Hatása az egész szervezetet igénybe vevő események és tevékenységek alkalmával kerül előtérbe, például fizikai megterhelés, komolyabb munkavégzés esetén. Vészreakciónak is nevezik a szimpatikus idegrendszer egészének aktiválódását, mert olyan helyzetekben következik be (pl. erős fájdalom, izgalom, intenzív izommunka stb.), amelyek alkalmazkodás nélkül a szervezet épségét, normális működését veszélyeztetnék. Hatására a védekezés lehetőségét biztosító szervek, főként a vázizomzat vérellátása növekszik a zsigeri szervek rovására. A vér megfelelő oxigénkoncentrációjának fenntartása érdekében a légzés fokozódik. A szívműködés gyorsul, a vérnyomás nő, ami a véráramlást javítja, végső soron a sejtek oxigén- és tápanyagellátását biztosítja. A bélcsatorna mozgása és az emésztőnedvek termelése viszont csökken.
A gerincvelő mellkasi szakaszából eredő egyes szimpatikus rostok közvetlenül a mellékvesevelőhöz futnak, ezért a szimpatikus idegrendszer aktiválódása egyszersmind az adrenalin termelésének fokozódását idézi elő. Az adrenalin segíti az idegi hatások egy részét, például a véreloszlást befolyásolja, másrészt növeli a vércukorszintet, ami a működő izmok számára létfontosságú.
Paraszimpatikus idegrendszer
A paraszimpatikus idegrendszer rostjai a központi idegrendszerből egyes agyidegekben (pl. a X. agyidegben, a bolygóidegben) és a keresztcsonti gerincvelői idegekben lépnek ki. A paraszimpatikus rostok nem ágaznak el, egyenesen valamely szerv felé futnak és annak közelében levő vegetatív dúcban kapcsolódnak át végrehajtó neuronra. A paraszimpatikus idegrendszer ingerülete ezért nem általános hatású, hanem körülírtan egy-egy szervre hat, többnyire a szimpatikus hatással ellentétes módon. Paraszimpatikus hatásra a zsigeri szervek, köztük a bélcsatorna, az emésztőmirigyek és a vese vérellátása nő, működésük fokozódik. Kialakul a szívműködés és a légzés nyugalmi ritmusa.