Mens det somatiske nervesystem kontrollerer bevegelsesapparatet, kontrollerer det autonome nervesystemet, sammen med hormonsystemet, de indre organer. Når kroppens homeostase kan være truet, utløser og deltar det sympatiske nervesystemet i en stressreaksjon. I biologisk forstand er stress en fellesbetegnelse på stimuli som nervesystemet tolker som en trussel eller mulig fare. Det autonome nervesystemet har en sensorisk del som primært gir informasjon om tilstanden i innvollsorganene og en utøvende del som kontrollerer funksjonen til innvollsorganene ved å påvirke glatt muskulatur, hjertemuskulatur og kjertler. Den utøvende delen består av det sympatiske og det parasympatiske nervesystemet, som skiller seg fra hverandre både bygningsmessig og funksjonelt. Parasympatikus har betydning for fordøyelse, forplantning og andre vedlikeholdsoppgaver, mens sympatikus er spesielt viktig for at kroppen kan omstille seg til situasjoner som krever kraftig fysisk innsats. Retikulærsubstansen og hypothalamus er spesielt viktige for den overordnede kontrollen ved autonom nerveaktivitet. Aktiviteten i det autonome nervesystemet styres dels av reflekser og dels gjennom nedstigende baner fra hjernen.