Pagrindinis autonominės nervų sistemos vaidmuo yra reguliuoti esmines kūno funkcijas, tokias kaip širdies susitraukimų dažnis ir kvėpavimas. Šios funkcijos yra pakankamai svarbios, kad savanoriška kontrolė būtų minimali. Asmuo gali kontroliuoti savo kvėpavimo dažnį, bet negali jo visiškai sustabdyti, nes kvėpavimas atsinaujins, kai tik netenka sąmonės. Kitos funkcijos, tokios kaip širdies ritmas, virškinimas ir kūno temperatūra, yra dar mažiau kontroliuojamos savanoriškai.
Žmogaus nervų sistema yra padalinta į dvi posistemes: centrinę nervų sistemą, kurią sudaro nugaros smegenys ir smegenys, ir periferinę nervų sistemą, kuri apima visus kitus nervus. Vėlesnis periferinės nervų sistemos padalijimas į autonominę ir sensorinę-somatinę sistemas iš dalies gali būti diferencijuojamas pagal sąmoningos kontrolės laipsnį, kuris yra būtinas funkcionavimui. Sensorinės-somatinės funkcijos, tokios kaip raumenų veikla ir jutiminės informacijos apdorojimas, yra labai savanoriškai kontroliuojamos. Autonominės funkcijos, tokios kaip kvėpavimas ir kraujotaka, gali būti keičiamos sąmoningai, tačiau paprastai yra labiau refleksinės ir automatinės nei somatinės.
Nervai, kontroliuojantys lygiųjų raumenų organus, tokius kaip žarnynas, širdies raumenys, kvėpavimas ir kūno liaukos, sudaro autonominę nervų sistemą. Jis skirstomas į tris pagrindinius komponentus: simpatinę nervų sistemą, kuri prireikus suaktyvina šias sistemas; parasimpatinė sistema, kuri ją atpalaiduoja; ir žarnyno sistemą, kuri reguliuoja virškinimo sistemą. Autonominė sistema taip pat yra atsakinga už vidinių sąlygų stebėjimą ir išteklių nukreipimą į konkrečius organus arba nuo jų, jei reikia, kad kūnas veiktų optimaliai.
Reagavimas į pavojų yra antraeilis autonominės nervų sistemos vaidmuo. Simpatinė šaka kontroliuoja „kovok arba bėk“ reakciją, kuri leidžia visiems gyvūnams, įskaitant žmones, reaguoti į grėsmes. Kai suvokiamas pavojus, simpatinė nervų sistema įsitraukia ir nukreipia kraują nuo kūno periferijos į širdį, plaučius ir smegenis. Padidėjęs širdies susitraukimų dažnis ir kvėpavimas suteiks žmogui energijos ir paruoš jį kovoti arba pabėgti nuo situacijos.
Nurimimas po to, kai pavojus praeina, yra parasimpatinės autonominės nervų sistemos šakos sritis. Nors autonominė nervų sistema pirmiausia yra refleksinė, kai kurie kvalifikuoti specialistai gali ją įdarbinti, kad pagerintų atsipalaidavimą ir susikaupimą. Kvėpavimas yra lengviausiai valdoma autonominė funkcija, todėl daugelis žmonių gali naudoti kvėpavimo valdymą, kad atsipalaiduotų, sumažintų stresą ir sumažintų skausmą. Kiti naudoja jogos ir meditacijos pratimus, kad padidintų koncentraciją ir sukeltų ramybės jausmą, suaktyvindami parasimpatinę sistemą, sulėtindami širdies ritmą ir padidindami kraujotaką.