Το κεντρικό και περιφερικό νευρικό σύστημα σχετίζονται με κάθε σωματική λειτουργία, συμπεριλαμβανομένου του καρδιακού παλμού. Η πρωταρχική σχέση μεταξύ του νευρικού στελέχους και της καρδιάς έγκειται στο αυτόνομο νευρικό σύστημα. Το αυτόνομο νευρικό σύστημα λέει συνεχώς στην καρδιά να αντλεί αίμα μέσω χημικών και ηλεκτρικών σημάτων από τον εγκέφαλο. Όπως και με τις υπόλοιπες λειτουργίες του αυτόνομου νευρικού συστήματος, αυτή η διαδικασία είναι αυτόματη και ασυνείδητη.
Ένα σημαντικό μέρος της κατανόησης της σύνδεσης μεταξύ του νευρικού συστήματος και της καρδιάς είναι η κατανόηση του τι είναι το νευρικό σύστημα. Το νευρικό σύστημα αποτελείται από το κεντρικό νευρικό σύστημα, που είναι ο εγκέφαλος και ο νωτιαίος μυελός, και το περιφερικό νευρικό σύστημα, το οποίο συνδέει το υπόλοιπο σώμα με το κεντρικό νευρικό σύστημα. Το περιφερικό νευρικό σύστημα μπορεί επίσης να χωριστεί σε δύο υποκατηγορίες, που είναι το σωματικό νευρικό σύστημα και το αυτόνομο νευρικό σύστημα. Το σωματικό νευρικό σύστημα είναι αυτό που ελέγχει τη μυοσκελετική κίνηση και παρέχει αισθητηριακές πληροφορίες στο κεντρικό νευρικό σύστημα, αλλά η κύρια σχέση μεταξύ του νευρικού συστήματος και της καρδιάς έγκειται στο αυτόνομο νευρικό σύστημα.
Το αυτόνομο νευρικό σύστημα είναι ένα από τα παλαιότερα συστήματα του σώματος σε εξελικτικούς όρους. Όπως υποδηλώνει το όνομα, είναι υπεύθυνο για όλες τις αυτόματες λειτουργίες του σώματος, όπως ο καρδιακός παλμός. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με πολλές από τις υπόλοιπες λειτουργίες του νευρικού συστήματος, όπου ένα άτομο πρέπει να σκεφτεί συνειδητά μια εντολή του σώματος, όπως το περπάτημα ή το σήκωμα του χεριού, προτού σταλούν τα σήματα στους μυς. Το αυτόνομο νευρικό σύστημα και η καρδιά συνεργάζονται ασυνείδητα για να διατηρήσουν την κυκλοφορία του αίματος στο σώμα, διατηρώντας ουσιαστικά τον ιδιοκτήτη του ζωντανό.
Μια άλλη σημαντική πτυχή της κατανόησης της σχέσης μεταξύ του νευρικού συστήματος και της καρδιάς είναι η κατανόηση του τρόπου λειτουργίας της καρδιάς. Η καρδιά προστατεύεται μέσα στο θωρακικό κλουβί και μοιράζεται την αριστερή πλευρά του θώρακα με τον αριστερό πνεύμονα. Είναι ένα πολύπλοκο και ζωτικό σύστημα που αποτελείται από τέσσερις θαλάμους. Το χρησιμοποιημένο αίμα συλλέγεται από ιστό σε όλο το σώμα και αντλείται στη δεξιά πλευρά της καρδιάς, όπου αντλείται στους πνεύμονες και τροφοδοτείται με φρέσκο οξυγόνο και στη συνέχεια αντλείται πίσω στην αριστερή πλευρά της καρδιάς και πάλι έξω στο σώμα. Ο μόνος τρόπος με τον οποίο η καρδιά μπορεί να συνεχίσει αυτή τη σημαντική λειτουργία είναι από ηλεκτρικά και χημικά σήματα που λαμβάνει από τον εγκέφαλο μέσω του αυτόνομου νευρικού συστήματος.