自律神経系(じりつしんけいけい)とは、末梢神経系のうち植物性機能を担う神経系であり、
動物性機能を担う体性神経系に対比される。
自律神経系は内臓諸臓器の機能を調節する遠心性機序と内臓からの情報を中枢神経系に伝える求心性の機序という二つの系からなる。交感神経系と副交感神経系の二つの神経系で構成されている。
随意神経系(体性神経系)と対照して、不随意である「自律神経系」は消化、呼吸、発汗、および代謝のような不随意な機能を制御する。自律神経系はホルモンによる調節機構である内分泌系と協調しながら、種々の
生理的パラメータを調節しホメオスタシスの維持に貢献している。 これらの機能は一般に自身のコントロールの外にあるが認識できない訳ではなく、そして、心の状態に影響を及ぼすと考えられる。
交感神経と副交感神経の二つの神経系からなり、ひとつの臓器に対して、一般に拮抗的に働く(相反支配)。交感神経系の機能は、fight or flightと総称されるような、身体的活動や恐怖などのストレスの多い状況において重要となる。
交感神経系の亢進により血圧、心拍数を上げ、そして消化管、皮膚への血液量を減らして骨格筋への血液供給量が増加する。また、瞳孔と細気管支を拡大させることで視覚と血液への酸素供給を好転、そして肝臓でのグリコーゲン分解と脂肪組織での脂肪分解により必要なエネルギーを発生させる。結果として、骨格筋を中心とした組織において豊富な酸素とグルコースが供給される一方で、皮膚や消化管へは供給が乏しくなる。
心機能亢進、気管支の拡張、肝グリコーゲン分解、脂肪分解等が交感神経系の支配下にある一方で、主に安静時に重要となる、消化管機能(消化管運動、消化液分泌)、排尿機能の亢進は副交感神経系のコントロール下にある。
心拍数を減少させ、血圧を下げて、皮膚と胃腸への血液を戻し、瞳孔と細気管支を収縮させて、唾液腺分泌を刺激して、蠕動を加速する。 副交感神経系は回復と省エネルギー化に向け、器官へ影響を及ぼす。それは腸壁のいくつかの層の神経叢に接続され交感および副交感神経繊維により調節されうる。
しかし、交感神経と副交感神経からの入力から断ち切られた後でも腸の神経系はそれ自身で作動することができる。これが腸神経系が時々「2番目の脳」と呼ばれる由縁である。