Otonom Sinir Sistemi, vücudumuzda nefes alma, sindirim gibi özellikle beyin ile bilinçli bir şekilde kontrol altına alınamayan otomatik şekilde işlemleri düzenleyen sisteme "otonom sinir sistemi" adı verilmektedir. Çoğunlukla otonom sinir sistemine pek çok defada "istemsiz olan sinir sistemi" ismi de verilmektedir. Ayrıca otonom sinir sistemi vücudun düzenli olarak iç disiplinine hatta iç işleyişe de sahip olunmasını sağlayan sistemdir. Otonom sinir sistemi iki kısma ayrılmaktadır. Bunlar parasempatik ve sempatik sinirlerdir. Çoğunlukla bu iki kısım sinirin işlemeleri birbiri ile karşıttır, aynı zamanda omuriliğe göre de durumları farklı olmaktadır. Çünkü sempatik sinir genel olarak omuriliğin hem bel hem de boyun arasında olan bölgeden, parasempatik sinir ise baştan başlayarak ardından bel ve kuyruk sokumuna kadar olan bölgelerden çıkmaktadır. Parasempatik sinirler düğüm öncesi liflerinde, somatik hareket sinirleri ile, sinirde mevcut olan kordonun kökünden, ayrıca parasempatik lifler özellikle hem arka hem de ön kökünden ayrılmaktadır. Çünkü mevcut olan tarlar hem düğüm öncesinde hem de düğüm sonrasında birbiri ile ilişkilidirler.

Sinir sisteminin kısmının omuriliğin oldukça farklı yerlerinden çıkmasına rağmen yine de kolları bütün vücudun her yerine kolaylıkla yayılmaktadır. Vücuttaki organlarda en çok hem parasempatik hem de sempatik nevronlar bulunmaktadır. Ancak bazı organlarda ise yalnızca bir tanesi bulunmaktadır. Mesela ter bezlerinde sadece sempatik nevronlar mevcut olmaktadır. Ayrıca bağırsaklar sempatik nevronların vermiş olduğu emir ile gevşer ve parasempatik nevronların etkisi ile de kasılmasını sağlamaktadır. Ancak büzgen olan kaslardaki etki bunların aksinedir. Sempatik sinirden gelen impulsler tarafından kasılırken, parasempatik sinir impulsların etkisi ile de gevşerler. Fakat bazı durumlarda bu iki sinir sisteminin etkisi tam anlamı ile birbirine karşıt olmayabilmektedir. Mesela tükürük bezler eğer sempatik sinir sisteminin etkisi ile uyarıldığı zaman mukus salgılarken, aynı zamanda parasempatik sinir sisteminin etkisi ile tükürük salgılar. Hatta bu sinir sisteminin bir organ üzerinde etkileri çok değişik olabilmektedir. Çoğunlukla sempatik sinir sistemini etkisi ile kalp atışları hem hızlanır hem de kuvvetlenir. Ayrıca kalpten ayrılmış olan damarların gevşemesini sağlayarak kan akımının artmasını sağlamaktadır. Çünkü sempatik sinirler vücuttaki diğer kan damarlarını da büyük ölçüde sıkmaktadır.

Vücut sindirim işlemine geçiş yaptığı zaman bağırsaklarda mevcut olan kan damarlarında gevşemeler oluşurken bağırsaklara da kan gelmektedir. Otonom sinir sisteminin vücut içerisinde görmüş olduğu işler hem pek çoktur hem de çeşitlidir. Ayrıca yapılan araştırmalar sonrasında sempatik sinir sistemi özellikle hayvanlarda çok daha şiddetli olarak çalışmaya ve karşılaştığı anormal şartlar ile baş etmek için hazırlamaktadır. Parasempatik sinir ise çok yorucu işler görmüş gibi normal şartlarına dönüşünde yardımcı olurken gerektirdiği kadar enerjinin yeniden gelmesini sağlamaktadır. Ayrıca parasempatik sinirlerde bağırsağın hareketlerini uyarır ve burada mevcut olan bezlerin sindirim sonrasında ortaya çıkan suları salgılama işleminde yardımcı olur. Hatta parasempatik liflerde çoğunlukla kalbe ilerlediği için kalp atışı çok hızlı ve şiddetlidir.