Det autonoma nervsystemets primära roll är att reglera viktiga kroppsfunktioner, som hjärtfrekvens och andning. Dessa funktioner är tillräckligt viktiga för att frivillig kontroll ska vara minimal. En individ kan kontrollera sin andningshastighet men kan inte stoppa den helt, eftersom andningen kommer att återupptas så snart medvetandet tappas. Andra funktioner, såsom hjärtfrekvens, matsmältning och kroppstemperatur, är under ännu mindre frivillig kontroll.
En persons nervsystem är uppdelat i två delsystem: det centrala nervsystemet, som består av ryggmärgen och hjärnan, och det perifera nervsystemet, som omfattar alla andra nerver. Efterföljande uppdelning av det perifera nervsystemet i de autonoma och sensoriskt-somatiska systemen kan delvis differentieras genom graden av medveten kontroll som är nödvändig för att fungera. Sensoriskt-somatiska funktioner, såsom muskelaktivitet och bearbetning av sensorisk information, är under en stor del av frivillig kontroll. Autonoma funktioner, såsom andning och cirkulation, kan modifieras medvetet men är i allmänhet mer reflexiva och automatiska än somatiska.
Nerverna som styr glatta muskelorgan, såsom tarmarna, hjärtmusklerna, andningen och kroppens körtlar, utgör det autonoma nervsystemet. Det är uppdelat i tre huvudkomponenter: det sympatiska nervsystemet, som aktiverar dessa system efter behov; det parasympatiska systemet, som slappnar av det; och det enteriska systemet, som reglerar matsmältningssystemet. Det autonoma systemet är också ansvarigt för att övervaka inre förhållanden och styra resurser mot eller bort från specifika organ efter behov för att hålla kroppen fungerande optimalt.
Att reagera på fara är en sekundär roll för det autonoma nervsystemet. Den sympatiska grenen kontrollerar fight-or-flight-svaret som gör det möjligt för alla djur, inklusive människor, att reagera på hot. När fara uppfattas, engagerar det sympatiska nervsystemet och leder blodet bort från kroppens periferi och mot hjärtat, lungorna och hjärnan. Ökad hjärtfrekvens och andning kommer att ge energi till personen och förbereda honom eller henne för att antingen slåss eller undkomma situationen.
Att lugna ner sig efter att faran har passerat är domänen för den parasympatiska grenen av det autonoma nervsystemet. Även om det autonoma nervsystemet i första hand är reflexivt, kan vissa skickliga utövare rekrytera det för att förbättra avslappning och koncentration. Andning är den mest lättkontrollerbara autonoma funktionen, och många människor kan använda andningskontroll för att slappna av, minska stress och minimera smärta. Andra använder yoga och meditationsövningar för att öka koncentrationen och framkalla en känsla av lugn genom att trigga det parasympatiska systemet att sakta ner sin hjärtfrekvens och öka sin cirkulation.