调节内脏功能的植物性神经系统，分成交感和副交感神经系统两部分。内脏器官一般都接受交感和副交感神经双重支配，但少数器官例外，只有交感神经支配。例如，皮肤和肌肉内的血管、一般的汗腺、竖毛肌和肾上腺髓质就只有交感神经支配。在具有双重神经支配的器官中，交感神经和副交感神经对其作用往往具有拮抗的性质。例如，对于心脏，迷走神经具有抑制作用，而交感神经具有兴奋作用；对于小肠平滑肌，迷走神经具有增强其运动的作用，而交感神经具有抑制作用，即恰巧与对心脏的作用相反。这种拮抗性使神经系统能从正反两个方面调节内脏的活动。从中枢活动情况来看，交感中枢与副交感中枢的活动常表现交互抑制的关系，即一个中枢活动增强时，另一个中枢活动就减退，这样在外周作用方面就表现为协调一致。
植物性神经对外周效应器官的支配，一般具有持久的紧张性作用。例如，切断支配心脏的迷走神经，则心率增加，说明心迷走神经本来有紧张性冲动传出，对心脏具有持久的抑制作用；切断心交感神经，则心率减慢，说明心交感神经的活动也具有紧张性。但心迷走神经的紧张性活动比较强，而心交感神经的紧张性活动比较弱。植物性神经中枢常具有紧张性冲动传出的原因是多方面的，其中有反射性和体液性原因。例如，来自主动脉弓和颈动脉窦区域的压力和化学感受器传入冲动，对维持植物性神经的紧张性活动有重要作用；而中枢神经组织内CO2浓度，对维持交感缩血管中枢的紧张性活动也有重要作用。
交感神经系统的活动一般比较广泛，往往不会只波及个别的神经及其支配的效应器官，而常以整个系统来参加反应。例如，当交感神经系统发生反射性兴奋时，除心血管功能亢进外，还伴有瞳孔散大、支气管扩张、胃肠道活动抑制等反应。交感神经系统作为一个完整的系统进行活动时，其主要作用在于促使机体能适应环境的急骤变化。在剧烈肌肉运动、窒息、失血或冷冻等情况下，机体出现心率加速、皮肤与腹腔内脏血管收缩、血液贮存库排出血液以增加循环血量、红细胞计数增加、支气管扩张、肝糖原分解加速而血糖浓度上升、肾上腺素分泌增加等现象，这些现象大多是由于交感神经系统活动亢进所造成的。所以，交感神经系统在环境急骤变化的条件下，可以动员机体许多器官的潜在力量，以适应环境的急变，这种反应称为应急反应。
副交感神经系统的活动，不如交感神经系统的活动那样广泛，而是比较局限的；其整个系统的活动主要在于保护机体、休整恢复、促进消化、积蓄能量以及加强排泄和生殖功能等方面。例如，心脏活动的抑制、瞳孔收缩避免强光的损害；消化道功能增强，促进营养物质吸收和能量补给等，这些都是副交感神经系统保护机体和积蓄能量的例子。
在交感神经系统活动增强时，常伴有肾上腺髓质分泌的增加。肾上腺髓质直接接受交感神经节前纤维的支配，其末梢释放乙酰胆碱递质；肾上腺髓质细胞的受体为N型胆碱能受体，分泌的激素为肾上腺素和去甲肾上腺素。这些激素可以增强交感神经兴奋的效应，因此常称这一活动系统为交感-肾上腺素系统。