신진대사나 생식 등 생명유지와 종족보존에 관계가 있는 여러 기관 및 그것들을 구성하고 있는 각종 세포에 분포하여 그것들의 기능을 조절하는 신경계를 자율신경계(또는 식물신경 ·생명신경)라고 하는데, 교감신경은 부교감신경계와 함께 이 자율신경계에 속하여 그 기능의 일부, 주로 에너지발산에 관여한다. 중추는 척수의 흉요부측각(胸腰部側角)에 있으며 복잡한 과정을 거쳐 혈관이나 내장에 들어간다.
흉수의 상부로부터 나오는 경부(頸部) 교감신경은 경부와 뇌의 혈관에 분포하여 장모양(長毛樣) 신경이 되어 산동(散瞳) ·안구돌출 ·타액분비 등을 일으킨다. 제1∼4흉수로부터 나오는 것은 심장으로 가서 안면창백 ·맥박증가 ·혈압상승 ·관상동맥의 확장에 관여한다. 제5흉수 또는 제1요수(腰髓)로부터 나오는 내장신경(內臟神經)은 흉부내장 혈관을 수축시켜 위장의 운동과 분비를 억제한다. 제1∼4요수로부터 나오는 것은 결장 ·방광 등의 민무늬근의 이완과 괄약근의 수축, 혈관의 수축을 일으킨다.
제3흉수 또는 제4요수로부터 나오는 것은 피부의 혈관, 입모근(立毛筋)의 수축, 땀샘의 분비를 촉진시켜 갑상선 ·부신수질 ·이자 등의 내분비에 관계한다. 따라서 교감신경이 흥분하면 동공이 커지고, 심장의 맥박수가 늘며 혈압이 오르지만, 소화기능은 반대로 억제되어 신체활동에 알맞은 상태가 된다. 이와 같이 전신의 교감신경이 흥분상태가 된 경우를 교감신경 긴장상태라 한다.