От места соединения с продолговатым мозгом (I), спинной мозг, залегая в канале позвоночного столба, будучи вытянут по его длиннику, постепенно в своих размерах суживается. На уровне I или II поясничного позвонков, спинной мозг переходит в концевую нить, filum terminate (12), которая тянется до конца крестцовой кости.
В нижней части позвоночного канала, отходящие от спинного мозга спинномозговые нервы образуют т. н. конский хвост, cauda equina. От спинного мозга отходят 31 пара спинномозговых нервов. Различаем с каждой стороны 8 шейных нервов, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых, 1 копчиковый. Спинной мозг, как и большой мозг, состоит из белого и серого мозгового вещества. Серое вещество спинного мозга находится внутри последнего образуя на разрезе две боковые части ("крылья бабочки").
Передние части серого вещества спинного мозга образуют передние рога, cornua anteriora (7), а задние части с каждой стороны образуют задние рога, cornua posteriora (6). От этих рогов отходят передние корешки спинномозговых нервов (4), содержащие двигательные волокна и задние корешки с чувствительными волокнами (5). На заднем корешке находится спинномозговой узел, ganglion spinale (8); последний представляет собой скопление нервных клеток. Каждый передний и задний корешки тотчас-же кнаружи от спинномозгового узла соединяются один с другим, образуя спинномозговой нерв, n. spinalis (9), который выходит через межпозвоночное отверстие из спинномозгового канала. Спинномозговые нервы являются смешанными; каждый из них по выходе из канала проделывает короткий путь и делится на переднюю ветвь, брюшную, ramus ventral is (2) и заднюю, спинную, ramus dorsalis (3).
Обе ветви содержат двигательные и чувствительные волокна и распределяются в коже и мышцах соответствующих частей тела. Передние ветви шейных, поясничных, крестцовых и копчикового нервов образуют сплетения, plexus, от которых отходят нервы к соответствующим частям тела.
Благодаря такому расположению, поражение одного спинномозгового нерва, не влечёт за собой полного поражения мышцы или потери чувствительности в определенной части тела.
Целый ряд функций нервной системы вызывается рефлексами. Последние являются реакцией организма на действия наружных раздражителей. Возникновение рефлекса происходит без участия сознания. На таблице представлена схема рефлекторной дуги. Например в таких органах как кожа имеются нервные окончания (75) реагирующие на механическое раздражение, температуру и т. д. Если уколем себе палец, или прикоснемся к горячей плите, то чувство боли передается по нервному пути (14) в спинной мозг, где отростки чувствительной клетки, расположенной в спинномозговом узле (11) соединяются с двигательной клеткой, расположенной в переднем роге (10), и образуют т. н. синапс. Состояние возбуждения переносится из чувствительной на двигательную клетку, которая передает раздражение к определенной мышце (72). Под влиянием этого раздражения, мышца сокращается, вызывая защитное движение руки. Последнее происходит быстрее чем мы ощутим боль. Представленная на схеме простая рефлекторная дуга состоит из двух нервных клеток т. н. невронов.
Часто имеем дело с очень сложными рефлексами, где принимает участие целый ряд невронов.
К сложным рефлексам относится, например глотание, кашель, рвота. В основе регулирования функций внутренних органов находятся также рефлексы. Между отдельными частями спинного мозга существуют соединения при помощи волокон идущих в белом веществе. Эти волокна образуют очень сложную систему нервных путей спинного мозга. Кроме системы чувствительных и двигательных невронов, связанных с сознанием и волей, существует еще т. н. автономная система. Последняя имеет свои нервные центры как в большом так и в спинном мозгу и вызывает целый ряд функций, независимых от сознания. К последним относятся регулирование функции гладкой мышечной оболочки в стенках пищеварительного тракта и кровеносных сосудов. Автономная нервная система регулирует также работу сердца, ускоряя или замедляя его функции.
Волокна автономной системы содержатся в черепномозговых и спинномозговых нервах или образуют сплетения на стенках сосудов. Автономная нервная система делится на симпатическую и парасимпатическую. Обе эти системы являются антагонистами.