Το νευρικό σύστημα του βραχίονα νευρώνει – ή παρέχει όργανα ή μύες με νεύρα – τμήματα του άνω βραχίονα, του αντιβραχίου και του χεριού. Υπάρχουν τέσσερα κύρια νεύρα του βραχίονα και τυλίγονται γύρω από τα οστά. Το ωλένιο και το μέσο νεύρο προέρχονται από το βραχιόνιο πλέγμα, το οποίο είναι μια δέσμη νευρικών ινών που εκτείνονται από τον νωτιαίο μυελό στον βραχίονα και τελειώνουν στο χέρι. Τα ακτινικά νεύρα εκτείνονται στο βραχιόνιο πλέγμα και τον πήχη. Τα μυοδερματικά νεύρα προέρχονται από το βραχιόνιο πλέγμα, μέσω του δικεφάλου, και στον πήχη.
Ονομάστηκε από το οστό της ωλένης, το ωλένιο νεύρο φτάνει μέχρι το μικρό δάχτυλο. Παρά το πέρασμα από τον άνω βραχίονα, το ωλένιο νεύρο δεν παρέχει νεύρα σε αυτήν την περιοχή. Το αντιβράχιο και το χέρι, όμως, και τα δύο έχουν ωλένια νεύρα. Επιπλέον, το ωλένιο νεύρο παρέχει την αίσθηση αφής στον δακτύλιο και το μικρό δάχτυλο σε αυτό που είναι γνωστό ως δερματική νεύρωση. Ο τραυματισμός των ωλένιων νεύρων του βραχίονα προκαλεί απώλεια πρόσφυσης και μπορεί επίσης να εμποδίσει την ικανότητα κάποιου να επεκτείνει πλήρως τα δάχτυλά του. Το αποτέλεσμα είναι μια ασθένεια γνωστή ως νύχι όπου το χέρι ή τα δάχτυλα κάποιου φαίνονται καμπύλα.
Τα μεσαία νεύρα είναι επίσης νεύρα του βραχίονα που διασχίζουν το χέρι και στο χέρι. Ακριβώς όπως τα ωλένια νεύρα, τα διάμεσα νεύρα δεν νευρώνουν τον άνω βραχίονα αλλά τροφοδοτούν τους μύες του αντιβραχίου και του χεριού με νεύρα. Τα μέσα νεύρα τερματίζουν στον αντίχειρα, τον δείκτη και τα μεσαία δάχτυλα και παρέχουν αίσθηση και σε αυτά τα δάχτυλα. Ένα περιορισμένο εύρος κίνησης στον αντίχειρα ή μειωμένη κινητικότητα στον δείκτη και τα μεσαία δάχτυλα είναι οι πιο πιθανές συνέπειες τραυματισμού αυτού του νεύρου.
Τα ακτινικά νεύρα είναι αυτά που προικίζουν τον άνω βραχίονα με νεύρα. Όπως και τα προαναφερθέντα νεύρα, τα ακτινικά νεύρα ξεκινούν από το βραχιόνιο πλέγμα και συνεχίζουν στις θέσεις τους στον βραχίονα – σε αυτή την περίπτωση ο τρικέφαλος μυς. Τα ακτινικά νεύρα νευρώνουν επίσης τους μυς του αντιβραχίου. Αν και αυτά τα νεύρα καταλήγουν στον πήχη, τα ακτινικά νεύρα παρέχουν επίσης δερματική νεύρωση στο πίσω μέρος του χεριού. Η βλάβη στα ακτινικά νεύρα μπορεί να οδηγήσει σε απώλεια μυών στον τρικέφαλο μυ και να προκαλέσει απώλεια πρόσφυσης.
Τα μυοδερματικά νεύρα εκταμιεύονται κυρίως στον άνω βραχίονα. Αυτά τα νεύρα του βραχίονα συνδέονται με τον δικέφαλο μυ και παρέχουν αίσθηση σε αυτήν την περιοχή. Από τα τέσσερα κύρια νεύρα του βραχίονα, τα μυοδερματικά νεύρα είναι τα πιο ευαίσθητα σε τραυματισμούς λόγω της προσκόλλησής τους στους μυς των δικεφάλων που χρησιμοποιούνται συχνά.