Симпатические волокна выходят из средней части спинного мозга — из грудного и поясничного отделов. Поэтому симпатическую систему иногда называют тораколюмбальной системой. Ее волокна (аксоны) вскоре сходятся к группе симпатических ганглиев, расположенных в виде цепочки с обеих сторон около спинного мозга. Импульс, пришедший из любого участка симпатической нервной системы, может вызвать активацию всей системы. Кроме того, один из симпатических путей ведет к мозговому слою надпочечников — эндокринной железе, выделяющей в кровь гормоны, которые играют роль химических сигналов. У парасимпатической системы таких связей нет. Мозговое вещество надпочечников, получив сигнал от симпатической системы, ответит выделением в кровоток адреналина и норадреналина. Норадреналин в симпатической нервной системе служит медиатором, т.е. передатчиком нервных импульсов. Норадреналин гормонального происхождения попадает в симпатические синапсы и усиливает их действие еще больше. Некоторые медиаторы, повысив частоту электрических разрядов в синапсе, быстро разрушаются; другим для этого требуется более долгое время. Норадреналин относится к последней категории. Отсюда еще одно название для симпатической нервной системы — адренэргическая система (от слова адреналин).

Парасимпатические волокна выходят из спинного мозга выше и ниже места выхода симпатических волокон — из черепного и крестцового отделов, в связи с чем парасимпатическую нервную систему называют иногда краниосакральной системой. Ее ганглии расположены далеко друг от друга, и поэтому нервные импульсы оказываются более специфическими, т.е. воздействуют только на какой-то один орган. Передатчиком нервных импульсов в парасимпатической нервной системе является вещество ацетилхолин. Поэтому анаболическую краниосакральную систему называют ацетилхолинергической. В синапсах этой системы ацетилхолин быстро инактивируется ферментом холинэстеразой, поэтому парасимпатические эффекты четко ограничены не только в пространстве, но и во времени.