Sistem saraf lengan mempersarafi — atau memasok organ atau otot dengan saraf — bagian lengan atas, lengan bawah, dan tangan. Ada empat saraf utama lengan dan mereka membungkus tulang. Saraf ulnaris dan median berasal dari pleksus brakialis, yang merupakan kumpulan serabut saraf yang memanjang dari sumsum tulang belakang ke lengan dan berakhir di tangan. Saraf radial menjangkau pleksus brakialis dan lengan bawah. Saraf muskulokutaneus berasal dari pleksus brakialis, melalui bisep, dan ke lengan bawah.
Dinamakan setelah tulang ulna, saraf ulnaris mencapai sejauh jari kelingking. Meskipun melewati lengan atas, saraf ulnaris tidak memberikan saraf ke daerah itu. Lengan bawah dan tangan, bagaimanapun, keduanya memiliki saraf ulnaris. Selain itu, saraf ulnaris memberikan rasa sentuhan ke jari manis dan kelingking dalam apa yang dikenal sebagai persarafan kulit. Cedera pada saraf ulnaris lengan menyebabkan hilangnya cengkeraman dan juga dapat menghambat kemampuan seseorang untuk merentangkan jari sepenuhnya. Hasilnya adalah penyakit yang dikenal sebagai cakar di mana tangan atau jari seseorang tampak melengkung.
Saraf median juga saraf lengan yang melintasi lengan dan masuk ke tangan. Sama seperti saraf ulnaris, saraf median tidak mempersarafi lengan atas tetapi mempersarafi otot-otot di lengan bawah dan tangan dengan saraf. Saraf median berakhir di ibu jari, telunjuk, dan jari tengah dan memberikan perasaan pada jari-jari itu juga. Rentang gerak yang terbatas pada ibu jari atau gangguan mobilitas pada jari telunjuk dan jari tengah adalah konsekuensi yang paling mungkin dari cedera saraf ini.
Saraf radial adalah saraf yang melengkapi lengan atas dengan saraf. Seperti saraf yang disebutkan di atas, saraf radial mulai di pleksus brakialis dan berlanjut ke posisinya di lengan — dalam hal ini otot trisep. Saraf radial juga mempersarafi otot-otot di lengan bawah. Meskipun saraf ini berakhir di lengan bawah, saraf radial juga memberikan persarafan kulit ke bagian belakang tangan. Kerusakan pada saraf radial dapat mengakibatkan hilangnya otot pada trisep dan menyebabkan hilangnya pegangan.
Saraf muskulokutaneus disalurkan terutama di lengan atas. Saraf lengan ini terhubung ke otot bisep dan memberikan perasaan ke area itu. Dari empat saraf lengan utama, saraf muskulokutaneus adalah yang paling rentan terhadap cedera karena perlekatannya pada otot biseps yang sering digunakan.