Η λειτουργία της λευκής ύλης στον νωτιαίο μυελό είναι να μεταφέρει πληροφορίες από το νευρικό σύστημα στον εγκέφαλο ή από τον εγκέφαλο στα συστήματα. Ο νωτιαίος μυελός αποτελείται από γκρίζα ουσία και λευκή ύλη. Η φαιά ουσία βρίσκεται στη μέση του νωτιαίου μυελού, με τέσσερα κέρατα να διακλαδίζονται από κάθε γωνία που το κάνουν να μοιάζει με το γράμμα Η και περιβάλλεται από λευκή ύλη. Τα τέσσερα κέρατα ονομάζονται ραχιαία, πλάγια κόρνα, ενδιάμεση στήλη και στήλη κοιλιακού κέρατος. Τόσο η λευκή όσο και η γκρίζα ύλη περιέχουν δέσμες νευρικών ινών, που ονομάζονται νευρώνες, οι οποίες μεταφέρουν παρορμήσεις μεταξύ του περιφερικού νευρικού συστήματος και του κεντρικού νευρικού συστήματος.
Η λευκή ουσία περιέχει νευρώνες που μεταφέρουν τα νευρικά ερεθίσματα. Αυτοί οι νευρώνες καλύπτονται από ένα περίβλημα μυελίνης. Το καλώδιο συνδέει τον εγκέφαλο με το υπόλοιπο σώμα, μέσω του κεντρικού νευρικού συστήματος και στέλνει τις πληροφορίες κατά μήκος αυτών των νευρικών ινών για να κάνει το σώμα να λειτουργεί σωστά.
Οι δέσμες ινών που περιέχονται στη λευκή ουσία ονομάζονται άξονες. Είναι επικαλυμμένα με μυελίνη, η οποία είναι ως επί το πλείστον λιπιδικός ιστός γεμάτος με τριχοειδή αγγεία που μονώνει τους νευράξονες και βοηθά στην επιτάχυνσή τους. Οι δέσμες ινών που περιέχονται στην φαιά ουσία ονομάζονται δενδρίτες και καλύπτονται με συνάψεις. Οι άξονες ομαδοποιούνται σε εκδόσεις που φέρουν παρόμοιες πληροφορίες.
Ορισμένες οδούς μεταφέρουν πληροφορίες από τη λευκή ουσία του νωτιαίου μυελού στον εγκέφαλο και ονομάζονται ανερχόμενες οδούς. Αυτές οι οδούς είναι υπεύθυνες για την ενημέρωση του εγκεφάλου για το τι αισθάνονται τα δάχτυλα ή άλλα μέρη του σώματος. Άλλες οδούς ταξιδεύουν από τον εγκέφαλο στα άλλα μέρη του σώματος και ονομάζονται φθίνουσες οδούς. Μπορούν να δώσουν εντολή για κίνηση των μυών ή για την εκτέλεση των λειτουργιών των εσωτερικών οργάνων. Η λειτουργία των νευρώνων στο νωτιαίο μυελό είναι να μεταφέρει τις πληροφορίες που είτε ανεβαίνουν προς τα πάνω, είτε κατεβαίνουν προς τα κάτω.
Η φαιά ουσία παρέχει την επικοινωνία μεταξύ του κεντρικού νευρικού συστήματος και του περιφερικού νευρικού συστήματος, το οποίο περιλαμβάνει τα νεύρα έξω από τη σπονδυλική στήλη που εξυπηρετούν άλλες περιοχές του σώματος. Οι νευρώνες στη φαιά ουσία είναι μη μυελωμένοι, επομένως ταξιδεύουν πιο αργά από τους μυελινωμένους νευράξονες στη λευκή ύλη.