Rdzeń kręgowy i układ nerwowy są powiązane w tym sensie, że rdzeń kręgowy wraz z mózgiem jest składnikiem ośrodkowego układu nerwowego (OUN). W OUN interpretowane są informacje zebrane przez system nerwów i receptorów w całym ciele, znany jako obwodowy układ nerwowy (PNS). CNS wysyła również sygnały do PNS w odpowiedzi na te informacje. Jako główny składnik OUN, rdzeń kręgowy dostarcza sygnały z PNS do mózgu, a także przekazuje impulsy z mózgu do PNS, impulsy, które każą nogom zrobić krok, a ręce wyrwać się z gorącej powierzchni .
Gruby trzon nerwów biegnący od podstawy czaszki do mniej więcej drugiego kręgu lędźwiowego w dolnej części pleców, rdzeń kręgowy składa się z łańcuchów komórek nerwowych zwanych neuronami, które przewodzą impulsy elektryczne, otoczone kilkoma warstwami tkanki ochronnej . Należą do nich pia mater, najgłębsza z opon mózgowych lub błon; materię pajęczynówki, środkowa, przypominająca pajęczynę warstwa; i opona twarda, gęsta błona zewnętrzna. Na zewnątrz opony twardej w przestrzeni między nią a otaczającą ją kością kręgową znajduje się przestrzeń nadtwardówkowa, która zawiera tkankę tłuszczową lub tłuszcz i naczynia krwionośne. Amortyzują one tkankę nerwową w stosunku do kości i dostarczają jej odpowiednio tlenu i składników odżywczych.
Zaczynając od podstawy pnia mózgu, gdzie wyrasta z rdzenia przedłużonego, rdzeń kręgowy wychodzi z czaszki przez otwór zwany otworem magnum. Następnie wchodzi do kręgosłupa, stosu zazębiających się kości kręgów: siedem w odcinku szyjnym, 12 w odcinku piersiowym, pięć w odcinku lędźwiowym oraz zrośnięte kości krzyżowe i kości ogonowej w tylnej części miednicy. Rdzeń kręgowy przechodzi przez atlas, kręg bezpośrednio pod czaszką, a kolumna kości pod nim przez otwór znajdujący się za trzonem każdego kręgu, znany jako otwór kręgowy. Trwa do mniej więcej wysokości drugiego kręgu lędźwiowego, kończąc się w filum terminale, wąskim odcinku tkanki nerwowej, która przechodzi przez kość krzyżową i kość ogonową.
W każdym segmencie kręgowym rdzeń kręgowy wypuszcza parę nerwów, łącznie 31, które wychodzą z kręgosłupa, aby unerwić każdą większą tkankę i narząd w ciele. Ponieważ rdzeń kręgowy i układ nerwowy jako całość przekazują informacje między ciałem a mózgiem, te sparowane nerwy przenoszą sygnały w dwóch kierunkach. Nerwy aferentne przekazują impulsy nerwowe z ciała w górę rdzenia kręgowego i w kierunku mózgu, podczas gdy nerwy odprowadzające wysyłają informacje z mózgu z powrotem w dół rdzenia kręgowego do ciała.