調節內臟功能的植物性神經系統，分成交感和副交感神經系統兩部分。內臟器官一般都接受交感和副交感神經雙重支配，但少數器官例外，只有交感神經支配。例如，皮膚和肌肉內的血管、一般的汗腺、豎毛肌和腎上腺髓質就只有交感神經支配。在具有雙重神經支配的器官中，交感神經和副交感神經對其作用往往具有拮抗的性質。例如，對于心臟，迷走神經具有抑制作用，而交感神經具有興奮作用；對于小腸平滑肌，迷走神經具有增強其運動的作用，而交感神經具有抑制作用，即恰巧與對心臟的作用相反。這種拮抗性使神經系統能從正反兩個方面調節內臟的活動。從中樞活動情況來看，交感中樞與副交感中樞的活動常表現交互抑制的關系，即一個中樞活動增強時，另一個中樞活動就減退，這樣在外周作用方面就表現為協調一致。

植物性神經對外周效應器官的支配，一般具有持久的緊張性作用。例如，切斷支配心臟的迷走神經，則心率增加，說明心迷走神經本來有緊張性沖動傳出，對心臟具有持久的抑制作用；切斷心交感神經，則心率減慢，說明心交感神經的活動也具有緊張性。但心迷走神經的緊張性活動比較強，而心交感神經的緊張性活動比較弱。植物性神經中樞常具有緊張性沖動傳出的原因是多方面的，其中有反射性和體液性原因。例如，來自主動脈弓和頸動脈竇區域的壓力和化學感受器傳入沖動，對維持植物性神經的緊張性活動有重要作用；而中樞神經組織內CO₂濃度，對維持交感縮血管中樞的緊張性活動也有重要作用。

交感神經系統的活動一般比較廣泛，往往不會只波及個別的神經及其支配的效應器官，而常以整個系統來參加反應。例如，當交感神經系統發生反射性興奮時，除心血管功能亢進外，還伴有瞳孔散大、支氣管擴張、胃腸道活動抑制等反應。交感神經系統作為一個完整的系統進行活動時，其主要作用在于促使機體能適應環境的急驟變化。在劇烈肌肉運動、窒息、失血或冷凍等情況下，機體出現心率加速、皮膚與腹腔內臟血管收縮、血液貯存庫排出血液以增加循環血量、紅細胞計數增加、支氣管擴張、肝糖原分解加速而血糖濃度上升、腎上腺素分泌增加等現象，這些現象大多是由于交感神經系統活動亢進所造成的。所以，交感神經系統在環境急驟變化的條件下，可以動員機體許多器官的潛在力量，以適應環境的急變，這種反應稱為應急反應。

副交感神經系統的活動，不如交感神經系統的活動那樣廣泛，而是比較局限的；其整個系統的活動主要在于保護機體、休整恢復、促進消化、積蓄能量以及加強排泄和生殖功能等方面。例如，心臟活動的抑制、瞳孔收縮避免強光的損害；消化道功能增強，促進營養物質吸收和能量補給等，這些都是副交感神經系統保護機體和積蓄能量的例子。

在交感神經系統活動增強時，常伴有腎上腺髓質分泌的增加。腎上腺髓質直接接受交感神經節前纖維的支配，其末梢釋放乙酰膽堿遞質；腎上腺髓質細胞的受體為N型膽堿能受體，分泌的激素為腎上腺素和去甲腎上腺素。這些激素可以增強交感神經興奮的效應，因此常稱這一活動系統為交感-腎上腺素系統。