Στις συζητήσεις για την ανατομία, ο εγκέφαλος και το κεντρικό νευρικό σύστημα (ΚΝΣ) μπορεί να αναφέρονται ως ξεχωριστές οντότητες. Ο εγκέφαλος, ωστόσο, είναι ένα συστατικό του κεντρικού νευρικού συστήματος, όπως και ο νωτιαίος μυελός. Λειτουργεί ως κέντρο ελέγχου του σώματος, υποβάλλοντας και λαμβάνοντας πληροφορίες, κάτι που το κάνει μέσω ηλεκτρικών σημάτων που ονομάζονται νευρικά ερεθίσματα. Αυτά τα νευρικά ερεθίσματα αποστέλλονται κατά μήκος του νωτιαίου μυελού και έξω στους ιστούς του σώματος μέσω των νεύρων που εξέρχονται από τη σπονδυλική στήλη, μεταφέροντας μηνύματα από τον εγκέφαλο, όπως εντολές στους μυς για σύσπαση. Αντίθετα, το περιφερικό νευρικό σύστημα, το οποίο αποτελείται από τα νεύρα και τα νευρικά κύτταρα που κατανέμονται σε όλο το σώμα, στέλνει πληροφορίες από το σώμα πίσω στον εγκέφαλο για ερμηνεία.
Όπου ο εγκέφαλος είναι το κέντρο πληροφοριών του νευρικού συστήματος, το κεντρικό νευρικό σύστημα στο σύνολό του είναι υπεύθυνο για τη μετάδοση και την ερμηνεία των μηνυμάτων που στέλνονται μεταξύ εγκεφάλου και σώματος. Τα νευρικά ερεθίσματα, που ταξιδεύουν είτε προς ή μακριά από τον εγκέφαλο, πρέπει να διοχετεύονται προς τα πάνω ή προς τα κάτω του νωτιαίου μυελού, του κάτω τμήματος του κεντρικού νευρικού συστήματος. Αυτά που αποστέλλονται μακριά από τον εγκέφαλο και προς το σώμα αναφέρονται ως κινητικά σήματα αφού γενικά λένε στους μυς του σώματος να κινούνται ως απόκριση σε ένα ερέθισμα. Ένα παράδειγμα θα ήταν η μετάβαση από το πεζοδρόμιο στην άμμο: τα κύτταρα που ονομάζονται αισθητήριοι υποδοχείς σηματοδοτούν τον εγκέφαλο ότι το έδαφος δεν είναι πλέον σταθερό κάτω από τα πόδια του ατόμου και ο εγκέφαλος και το κεντρικό νευρικό σύστημα συντονίζονται και στέλνουν ένα κινητικό σήμα πίσω στους μυς που χρησιμοποιούνται στο περπάτημα. ώστε να προσαρμόζονται στην ανώμαλη επιφάνεια.
Το κεντρικό νευρικό σύστημα λαμβάνει επίσης νευρικές ώσεις από το σώμα γνωστές ως αισθητήρια σήματα. Τα αισθητήρια κύτταρα υποδοχέα στο δέρμα και σε όλο το σώμα στέλνουν ενημερώσεις στον εγκέφαλο για τα πάντα, από πόνο έως θερμοκρασία έως λειτουργία οργάνων – έτσι το σώμα διατηρεί τη σταθερή κατάσταση λειτουργίας του, γνωστή ως ομοιόσταση. Αυτά τα σήματα ταξιδεύουν πάνω από το νωτιαίο μυελό στο ανώτερο τμήμα του ΚΝΣ: τον εγκέφαλο και το στέλεχος του εγκεφάλου. Εκεί μπορούν να ερμηνευτούν και να προσδιοριστεί η κατάλληλη σωματική ανταπόκριση, όπως η αύξηση του σάλιου στο στόμα εν αναμονή ενός γεύματος ή η γρήγορη αποχώρηση από την άμμο που είναι πολύ ζεστή για να περπατήσετε. Μέσω αυτού του συντονισμού της αισθητηριακής εισαγωγής και απόκρισης από το κεντρικό νευρικό σύστημα και τα περιφερικά νεύρα και υποδοχείς, το σώμα μπορεί να προσαρμοστεί τόσο στο εσωτερικό όσο και στο εξωτερικό του περιβάλλον.