den del af nervesystemet, der repræsenterer den motoriske innervation af glatte muskler, hjertemuskler og kirtelceller. Det består af to fysiologisk og anatomisk adskilte, gensidigt antagonistiske komponenter: den sympatiske og den parasympatiske del. I begge dele består innervationsvejen af en synaptisk sekvens af to motoriske neuroner, hvoraf det ene ligger i rygmarven eller hjernestammen som det præsynaptiske (også kaldet præganglionære eller B-fibre) neuron, hvis tynde, men myeliniserede axon udgår med en udgående spinal- eller kranienerve og synapser med et eller flere af de postsynaptiske (postganglionære eller mere strengt sagt ganglionære) neuroner, som udgør de autonome ganglier; De ikke-myeliniserede postsynaptiske fibre innerverer på deres side den glatte muskulatur, hjertemuskulaturen eller kirtelcellerne. De præsynaptiske neuroner i den sympatiske del ligger i den intermediolaterale cellesøjle i de thorakale og de to øverste lumbale segmenter af rygmarvens grå substans; de præsynaptiske neuroner i den parasympatiske del udgør de viscerale motoriske (viscerale efferente) kerner i hjernestammen samt den laterale søjle i rygmarvens andet til fjerde sacrale segment. Ganglierne i den sympatiske del er de paravertebrale ganglier i den sympatiske stamme og de lumbale og sakrale prævertebrale eller kollaterale ganglier; ganglierne i den parasympatiske del ligger enten i nærheden af det organ, der skal innerveres, eller som intramurale ganglier i selve organet undtagen i hovedet, hvor der findes fire særskilte parasympatiske ganglier (ciliær, otisk, pterygopalatin og submandibulær). Impulstransmission fra præsynaptisk til postsynaptisk neuron formidles af acetylcholin i både den sympatiske og parasympatiske del. Transmission fra den postsynaptiske fiber til de viscerale effektorvæv siges klassisk at ske ved acetylcholin i den parasympatiske del og ved noradrenalin i den sympatiske del. Nyere beviser tyder på, at der findes yderligere ikke-kolinerge, ikke-adrenerge klasser af postsynaptiske fibre.