Saraf tulang belakang adalah pembuluh yang membawa informasi dari otak keluar ke tubuh dan sebaliknya. Sebagai bagian dari sistem saraf tepi, mereka tidak ditemukan di sumsum tulang belakang, yang seperti otak adalah bagian dari sistem saraf pusat, tetapi keluar dari sumsum tulang belakang dan berjalan ke berbagai bagian tubuh yang mereka persarafan. Saraf tulang belakang dipasangkan, artinya untuk setiap saraf tertentu ada satu yang memasok sisi kanan tubuh dan satu lagi memasok sisi kiri. Tiga puluh satu pasang total keluar dari tulang belakang, dengan kira-kira satu pasang meninggalkan setiap vertebra: delapan pasang berasal dari daerah serviks, 12 pasang keluar dari daerah toraks, lima pasang meninggalkan daerah lumbar, lima pasang berasal dari daerah sakral, dan satu pasangan keluar dari tulang ekor, atau tulang ekor.
Peran saraf tulang belakang adalah membawa sinyal ke dan dari otak sebagai respons terhadap rangsangan yang terjadi baik di dalam maupun di luar tubuh. Sinyal motorik menghubungkan otak ke otot dan menginstruksikan tubuh untuk bergerak secara sukarela atau menyebabkan tubuh bereaksi tanpa disengaja. Sinyal sensorik menghubungkan otak ke reseptor di kulit dan memberi tahu tubuh jika ada rangsangan, misalnya, panas atau dingin atau menyakitkan.
Mereka juga mengirimkan isyarat lingkungan dan proprioseptif yang memberi tahu otak untuk menyesuaikan gerakan, seperti apakah permukaan tempat seseorang berjalan keras atau lunak atau licin. Sinyal otonom berkomunikasi dengan otak mengenai fungsi tubuh internal, seperti apakah ginjal seseorang berfungsi dengan baik. Saraf tulang belakang mengirimkan ketiga sinyal ini antara otak dan tubuh.
Seperti arteri dan vena dalam sistem peredaran darah, saraf tulang belakang bekerja dalam dua arah untuk membawa sinyal menuju dan menjauh dari otak. Akar dorsal saraf tulang belakang, yang keluar dari sumsum tulang belakang di sisi posteriornya, membawa apa yang dikenal sebagai sinyal sensorik aferen, atau yang membawa informasi dari reseptor sensorik ke sistem saraf pusat. Di sisi anterior sumsum tulang belakang pada segmen vertebra yang sama adalah akar ventral dari saraf tulang belakang tertentu, yang membawa sinyal motorik eferen dari sistem saraf pusat ke tubuh. Dengan kata lain, akar ventral memberitahu tubuh bagaimana bereaksi dalam menanggapi informasi yang dibawa oleh akar dorsal, seperti merenggut tangan seseorang dari panci yang, seperti yang dikatakan reseptor sensorik ke otak, panas.