Per sistema nervoso si intende un'unità morfo-funzionale e strutturale caratterizzata da un tessuto biologico altamente specializzato nel ricevere, trasmettere, controllare ed elaborare gli stimoli interni ed esterni del corpo, per mezzo di segnali bioelettrici nei metazoi, permettendo in definitiva a un organismo vivente di relazionarsi con il proprio ambiente; il sistema nervoso è alla base delle funzioni muscolari, sensoriali, psichiche e intellettive degli animali, esseri umani compresi: esempi di tali funzioni sono la respirazione, la locomozione, la vista, il dolore, la memoria, la conoscenza e la coscienza.

Il dolore può essere considerato una sottocategoria di sensazioni somatiche associate a danno in atto o potenziale o espresse in termini di danno. Si tratta quindi essenzialmente di un meccanismo di difesa che sfrutta proprio a tal fine le vie del sistema limbico che conferiscono al dolore una forte componente emozionale. Per questa ragione la percezione del dolore risulta molto soggettiva. Le vie nervose e biochimiche attivate dalla sensazione dolorifica creano una serie di risposte molto complesse e articolate che coinvolgono il sistema endocrino e il sistema immunitario. Si spiegano così fenomeni come il trauma postoperatorio, quell'insieme di fenomeni, cioè, che incorrono dopo stimolazione nocicettiva prolungata e che comprendono essenzialmente maggiore suscettibilità alle infezioni, orientamento catabolico del metabolismo e squilibri omeostatici.

Il controllo della respirazione è un meccanismo fisiologico implicato nella regolazione della ventilazione. La più importante funzione della respirazione è lo scambio gassoso di ossigeno e anidride carbonica. Proprio per questo il controllo della respirazione è volto a mettere i polmoni nelle condizioni ideali per svolgere tale scambio.

Il cervello è l'organo principale del sistema nervoso centrale, presente nei vertebrati e in tutti gli animali a simmetria bilaterale, compreso l'uomo. Nei vertebrati il cervello è situato all'apice del nevrasse, all'interno del cranio. Il termine corretto per indicare l'insieme delle strutture contenute all'interno della scatola cranica è encefalo, di cui il cervello è una parte. Infatti, il cervello può essere definito come quella porzione di encefalo separata dalle restanti parti mediante un piano orizzontale passante per la superficie superiore del cervelletto. È, quindi, la porzione derivata dallo sviluppo delle vescicole diencefalica (per il diencefalo) e telencefalica (per il telencefalo). Il cervello si occupa, insieme al sistema endocrino, di parte della regolazione delle funzioni vitali ed è sede delle regolazioni omeostatiche e delle funzioni cerebrali superiori. Nell'uomo l'attività del cervello, studiata dalle neuroscienze, dà vita alla mente con le sue funzioni cognitive superiori e più in generale alla psiche con le sue funzioni psichiche, studiate nell'ambito della psichiatria e della psicologia.