Un nerv oculomotor este al treilea nerv cranian, care stimulează funcțiile motorii. Există 12 nervi cranieni care controlează procesele motorii și senzoriale ale capului și gâtului. Nervul oculomotor controlează mușchii care reglează toate mișcările oculare, cu excepția mișcării globului ocular în jos sau în exterior. Nucleul acestui nerv este format din multe nuclee mici care sunt împărțite în grupuri anterioare și posterioare. Aceste grupuri pot fi împărțite în continuare în grupuri de celule care controlează mușchii individuali.
Nervul oculomotor este conectat la doi nuclei din mesenencefal: nucleul oculomotor și nucleul Edinger-Westphal. Nucleul oculomotor este sursa de fibre somatice către mușchii recti, mușchiul oblic inferior și mușchiul superior al palpebrei. Aceste grupe musculare controlează diferite mișcări ale ochilor. Nucleul Edinger-Westphal proiectează fibre către ganglionul ciliar, structură situată în orbita posterioară unde au loc procesele senzoriale, constricția pupilei, dilatarea și activitatea vaselor de sânge.
Din trunchiul cerebral, nervul oculomotor intră în dura mater, stratul exterior dur al celor trei membrane care înconjoară creierul și măduva spinării. Se află pe peretele sinusului cavernos, un compartiment de vene situat în cap, și intră în orbită prin fisura orbitală, spațiul dintre podeaua și peretele orbitei, care servește ca canal de mișcare pentru nervi și vasele de sânge. Nervul oculomotor poartă fibre parasimpatice, care încetinesc ritmul cardiac și permit acțiuni precum digestia. Aceste fibre sunt transportate către pupila și mușchiul care este responsabil pentru ridicarea pleoapei.
Fibrele nervoase oculomotorii iau naștere din nucleul din podeaua apeductului cerebral. Călătoria lor include trecerea prin podeaua creierului mediu cunoscut sub numele de tegmentum, nucleul roșu și substanța neagră, o structură situată în mezencefalul care controlează recompensa și dependența. Fibrele ajung în cele din urmă în mijlocul pedunculului cerebral, care este o jumătate a creierului mediu, după ce ies din peretele lateral al creierului mediu cunoscut sub numele de șanț oculomotor.
Nervii oculomotori sunt formați din două componente: motorul somatic și motorul visceral. Componentele motorii somatice sunt responsabile pentru mișcările exacte ale ochilor, cum ar fi urmărirea și fixarea pe un anumit obiect. Componentele motorii viscerale gestionează reflexele de lumină și de acomodare, în cea mai mare parte având de-a face cu pupila. Patru dintre cei șase mușchi extraoculari, cei care controlează mișcarea ochilor, sunt alimentați de componentele motorii somatice, precum și de mușchiul ridicător al palpebrei superior, cel care controlează mișcarea pleoapei superioare. Componentele motorii viscerale controlează aportul nervos al mușchilor pupilei și pe cei ai cristalinului ochiului.