受容器と効果器の間にあるのが神経系です。受容器で受け取った刺激は、そのまま筋肉のような効果器へ送られるわけではありません。様々な刺激からの情報をまとめて初めて、いつ、どこから、どのような刺激が来たのかがわかり、それにどう反応すればいいのかが分かります。複雑な体の構造を持つ動物では、各器官が連携して働く必要があり、神経系はそのための役割を果たしています。神経系が発達した動物には、神経細胞の集まり(神経節)と、さらに大きな神経細胞の集まり(脳)があります。脳と神経節は、中枢神経系といわれ、情報処理の中心的な役割を果たしています。
脊椎動物の神経系には、中枢神経系と末梢神経系があります。脳と脊髄をまとめて、中枢神経系といいます。