Dalam diskusi anatomi, otak dan sistem saraf pusat (SSP) dapat disebut sebagai entitas yang terpisah. Otak, bagaimanapun, adalah komponen dari sistem saraf pusat, seperti sumsum tulang belakang. Ini berfungsi sebagai pusat kendali tubuh, baik mengirimkan dan menerima informasi, yang dilakukan melalui sinyal listrik yang disebut impuls saraf. Impuls saraf ini dikirim sepanjang sumsum tulang belakang dan keluar ke jaringan tubuh melalui saraf yang keluar dari tulang belakang, menyampaikan pesan dari otak seperti perintah ke otot untuk berkontraksi. Sebaliknya, sistem saraf tepi, yang terdiri dari saraf dan sel saraf yang didistribusikan ke seluruh tubuh, mengirimkan informasi dari tubuh kembali ke otak untuk ditafsirkan.
Dimana otak adalah pusat informasi dari sistem saraf, sistem saraf pusat secara keseluruhan bertanggung jawab untuk transmisi dan interpretasi pesan yang dikirim antara otak dan tubuh. Impuls saraf, yang berjalan baik menuju atau menjauh dari otak, harus disalurkan ke atas atau ke bawah sumsum tulang belakang, bagian bawah sistem saraf pusat. Sinyal yang dikirim dari otak dan keluar menuju tubuh disebut sebagai sinyal motorik karena sinyal tersebut umumnya memberi tahu otot-otot tubuh untuk bergerak sebagai respons terhadap suatu stimulus. Contohnya adalah melangkah dari trotoar ke pasir: sel-sel yang disebut reseptor sensorik memberi sinyal pada otak bahwa tanah tidak lagi kokoh di bawah kaki seseorang, dan otak serta sistem saraf pusat berkoordinasi dan mengirim sinyal motorik kembali ke otot-otot yang digunakan untuk berjalan sehingga bahwa mereka dapat menyesuaikan diri dengan permukaan yang tidak rata.
Sistem saraf pusat juga menerima impuls saraf dari tubuh yang dikenal sebagai sinyal sensorik. Sel reseptor sensorik di kulit dan di seluruh tubuh mengirimkan pembaruan status ke otak tentang segala hal mulai dari rasa sakit hingga suhu hingga fungsi organ — inilah cara tubuh mempertahankan kondisi operasinya yang stabil, yang dikenal sebagai homeostasis. Sinyal-sinyal ini berjalan ke sumsum tulang belakang ke bagian atas SSP: otak dan batang otak. Di sana mereka dapat ditafsirkan dan respons tubuh yang tepat ditentukan, seperti peningkatan air liur di mulut untuk mengantisipasi makan, atau melangkah cepat dari pasir yang terlalu panas untuk dilalui. Melalui koordinasi input dan respons sensorik oleh sistem saraf pusat dan saraf perifer serta reseptor ini, tubuh dapat menyesuaikan diri dengan lingkungan internal dan eksternalnya.