E' il sistema che regola e controlla gli organi viscerali - cuore, polmoni, stomaco, vescica, reni e così via - e le loro funzioni: circolazione sanguigna, respirazione, digestione, secrezioni urinarie e via dicendo. Questo sistema, detto anche simpatico, è costituito da centri situati nella parte inferiore del cervello e nel bulbo e da gangli, grossi agglomerati di cellule nervose che si trovano ai lati della colonna vertebrale. Da qui i nervi simpatici raggiungono i vari organi interni.
L'apparato simpatico è il risultato del sistema parasimpatico e di quello ortosimpatico, che hanno funzioni regolatrici opposte. Durante uno sforzo fisico, per esempio, prevale l'apparato ortosimpatico che provoca una dilatazione delle vie respiratorie, un'accelerazione dell'attività cardiaca, una stimolazione del fegato a rilasciare zuccheri, e così via.
Durante il riposo, invece, è l'apparato parasimpatico a prendere il controllo, riducendo l'attività respiratoria e cardiaca, l'attività del fegato eccetera.
Le funzioni dell'organismo derivano perciò dall'integrazione e dalla perfetta alternanza di questi due sistemi.