Az idegrendszernek két része van: a központi idegrendszer, mely az agyra és a gerincvelőre tagolódik, és a perifériás idegrendszer, utóbbit az agyon és a gerincvelőn kívül futó idegek jelölésére használják.
Az idegrendszer alapvető egysége az idegsejt (neuron). Az idegsejtek nagyméretű sejttestjéből nyúlványok erednek - egy hosszúra nőtt nyúlvány (axon) segítségével adja tovább a sejt az ingerületet, míg az ingerületek fogadását rendszerint számos ágacska (dendrit) látja el. Élettani körülmények között az idegek egy irányba vezetik az elektromos impulzusokat: az ingerület ily módon az egyik idegsejt axonjáról a szomszédos idegsejt dendritjére terjed. Azokat a pontokat, ahol az idegsejtek kapcsolatba lépnek egymással synapsisoknak hívjuk. A synapsisokban az axonból parányi mennyiségben kémiai ingerület átvivő anyagok, ún. neurotransmitterek szabadulnak fel. Ezek az anyagok ingerlik a szomszédos idegsejt dendritjén lévő receptorokat, s ezáltal immár itt is elektromos impulzus keletkezik. A különböző idegsejtek különféle neurotransmittereket használnak az ingerület továbbítására.
Az idegrendszer egy rendkívül összetett kommunikációs rendszer, amely egyidejűleg hatalmas mennyiségű információt képes fogadni és küldeni ugyanabban a pillanatban. Azonban ez a rendszer is érzékeny betegségekre és sérülésekre. Például az idegsejtek degenerációja (elfajulása) Alzheimer-kór vagy Parkinson-kór kialakulásához vezethet. Baktériumok és vírusok megfertőzhetik az agyvelőt vagy a gerincvelőt, és így agyvelőgyulladást (enkefalitisz), illetve agyhártyagyulladást (meningitis) idézhetnek elő. Az agy vérellátásának a zavara szélütéshez (stroke) vezethet. Emellett daganatok és sérülések szintén járhatnak együtt az agy és a gerincvelő szerkezeti károsodásával.
