El sistema nervioso se divide en sistema nervioso central (SNC) y sistema nervioso periférico (SNP). El SNC incluye el encéfalo (cerebro, diencéfalo, tronco encefálico y cerebelo) y la médula espinal. El cerebro está formado por dos hemisferios conectados por el cuerpo calloso, y cada uno procesa funciones diferentes: el hemisferio izquierdo suele ser dominante para el lenguaje (con las áreas de Broca y Wernicke), mientras que el derecho se relaciona más con el lenguaje no verbal, la percepción espacial y el reconocimiento de rostros y música. La corteza cerebral se organiza en lóbulos (frontal, parietal, temporal y occipital) con funciones motoras, sensitivas, cognitivas, del lenguaje y de la visión. También destacan el cerebelo, que coordina el movimiento y el equilibrio; el diencéfalo (tálamo, hipotálamo, epitálamo), clave en la regulación hormonal, la temperatura, el apetito y la integración de información; y el tronco encefálico, que controla funciones vitales como la respiración, la frecuencia cardiaca y el estado de vigilia. El líquido cefalorraquídeo (LCR) protege, nutre, elimina desechos y ayuda a regular la presión intracraneal.
El SNP conecta el SNC con el resto del cuerpo y está formado por pares craneales, nervios espinales, ganglios nerviosos y el sistema nervioso autónomo (SNA). Los 12 pares craneales participan en funciones como olfato, visión, movimientos oculares, sensibilidad facial, audición, equilibrio, deglución y control visceral; los 31 pares de nervios espinales (cervicales, torácicos, lumbares, sacros y coccígeo) transmiten información sensitiva y motora, y sus raíces forman estructuras como la cola de caballo. El SNA regula funciones involuntarias mediante el sistema simpático (respuesta de lucha o huida) y el parasimpático (reposo y digestión). La neurona es la unidad funcional del sistema nervioso (soma, dendritas, axón y terminales sinápticos), y se comunica mediante la sinapsis y neurotransmisores como serotonina, dopamina, glutamato y GABA. Además, las células de la glía (astrocitos, oligodendrocitos, microglía, células de Schwann y de plexos coroideos) cumplen funciones esenciales de soporte, mielinización, defensa y producción de LCR.