末梢神経系は、全身に糸のように張り巡らされた1000億個以上の神経細胞（ニューロン）からなり、脳や体の他の部位とつながっています。また多くの場合、神経同士もつながっています。
末梢神経は神経線維の束でできています。神経線維は、ミエリンと呼ばれる脂肪性の物質でできた組織で何層にも包まれています。これらの層からなる構造は髄鞘（ずいしょう）と呼ばれ、神経信号が神経線維を伝わる速さを高めています。神経が信号を伝える速さは、神経の直径と、神経の周囲を囲むミエリンの量によって異なります。
末梢神経系は以下の2つの部分から構成されています。
体性神経系
自律神経系
自律神経系は、脳幹や脊髄を内臓とつないでいる神経系で、意識的な努力を必要としない（そのため通常は自覚されない）体内のプロセスを調節しています（自律神経系の機能不全を参照）。例えば、心拍数、心臓の収縮力、血圧、呼吸数、食べたものが消化管を通過する速さなどが、自律神経系によって調節されています。
自律神経系は以下の2つの部分で構成されています。
2つの神経系は互いに協調して働き、通常は一方が内臓の活動を活性化させ、他方はその活動を抑制します。例えば、交感神経系は脈拍、血圧、呼吸数を増加させ、副交感神経系はこれらを減少させます。
神経細胞の典型的な構造
脳神経と脊髄神経
眼、耳、鼻、のどと脳をつなぐ神経や頭、首、体幹の様々な部位と脳をつなぐ神経は、脳神経と呼ばれます。脳神経は12対あります（ 脳神経の概要）。
脊髄と体の他の部位をつなぐ神経は、脊髄神経と呼ばれます。脳は、この脊髄神経を介して体のほとんどの部位と情報をやり取りしています。脊髄神経は31対あり、脊髄に沿って間隔を空けながら配置されています（ 脊髄の病気の概要）。脳神経の一部と脊髄神経の大部分は、末梢神経系の体性神経線維と自律神経線維を両方とも含んでいます。
脊髄神経は、椎骨と椎骨の隙間を通って脊髄から出ています。それぞれの神経の根元は2本の短い枝（脊髄神経根と呼ばれます）に分かれていて、1本は脊髄の前に、もう1本は脊髄の後ろに位置しています。
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運動神経根（前根）：運動神経根は脊髄の前方から出ます。運動神経線維は脳と脊髄からの司令を体の他の部位（特に骨格筋）に伝達します。
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感覚神経根（後根）：感覚神経根は脊髄の後方に入ります。感覚神経線維は体の各部から脳に、感覚に関する情報（体の姿勢、明るさ、触感、温度、痛み）を伝達します。それぞれの感覚神経根に含まれる感覚神経線維は、対応する特定の領域（皮膚分節）からの情報を伝達します（ 皮膚分節）。
対応する運動神経根と感覚神経根は、脊髄を出てから合流して、1本の脊髄神経になります。
脊髄神経の一部は複雑に絡み合い、神経叢と呼ばれる神経のネットワークを形成します。神経叢では、様々な脊髄神経に由来する神経線維が並べ替えられ、そして再び組み合わされます。これにより、体の特定の領域に出入りしているすべての神経線維が1本の神経にまとめられます（ 神経叢：神経の配電盤）。
重要な神経叢が2つあります。
