Каждый спинномозговой нерв сразу после выхода из межпозвоночного отверстия делится на три ветви (см. рис. 74): оболочечную, заднюю и переднюю. Оболочечная ветвь возвращается через межпозвоночное отверстие в позвоночный канал и иннервирует оболочки спинного мозга. Задние ветви уходят круто назад к мышцам и коже задней области шеи, спины, поясничной области и ягодиц. Наиболее толстые передние ветви идут кпереди, их волокна иннервируют кожу и мышцы шеи, груди, живота, верхних и нижних конечностей.

В шейном, поясничном и крестцовом отделах передние ветви обмениваются волокнами и образуют сплетения: шейное, плечевое, поясничное и крестцовое (СНОСКА: поясничное и крестцовое сплетения часто объединяют в одно пояснично-крестцовое сплетение, так как они связаны между собой волокнами четвёртого спинномозгового поясничного нерва (L4) и иннервируют тазовые органы, кости, связки и мышцы тазового пояса и нижней конечности), от которых отходят периферические нервы. Обмен нервными волокнами, относящимися к разным сегментам спинного мозга, и образование сплетений связано с нарушением в процессе эволюции метамероности расположения мышц конечностей: мышцы, развившиеся из разных миотомов (первичных фрагментов мезодермы), иннервируемые разными, когда-то смежными с ними, сегментами, на конечностях соседствуют и работают согласовано. Поэтому нерв, идущий к мышцам одной области, выполняющим одинаковую функцию, «должен» содержать волокна от разных сегментов спинного мозга.

В грудном отделе передние ветви грудных спинномозговых нервов волокнами не обмениваются, проходят в стенках груди и живота обособленно и называются межрёберными нервами. Это объясняется простотой движений, выполняемых мышцами грудной и брюшной стенки и сохранением сегментарности их расположения и иннервации.

Грудные и верхнепоясничные нервы, кроме оболочечной, задней и передней ветвей, имеющихся у всех спинномозговых нервов, имеют четвертую, соединительная ветвь. В составе этой ветви идут вегетативные волокна, соединяющие центральный отдел симпатической нервной системы с симпатическим стволом.