神經系統對胃腸功能的調節較為復雜，它通過外來的植物性神經和胃腸內在的神經兩個系統相互協調統一而完成的。

　　1.外來神經

　　消化系統的局部和中樞性反射通道所謂外來神經是指支配胃腸的自主神經，包括交感神經和副交感神經。交感神經從脊髓胸腰段側角發出，經過腹腔神經節、腸系膜神經節或腹下神經節，更換神經元后，節后纖維分布到胃、小腸及結腸等部分的胃腸平滑肌、血管平滑肌及內在神經元上。其節后纖維末梢釋放的遞質為去甲腎上腺素。一般情況下，交感神經興奮時可抑制胃腸平滑肌的活動和腺體的分泌。部分交感腎上腺素能纖維終止于內在神經元上;通過釋放去甲腎上腺素作用于內在神經元，并引起后者的抑制。因而，由交感神經發放的沖動，也可抑制由內在神經叢或迷走神經傳遞的反射活動。

　　自主神經支配消化器官圖副交感神經通過迷走神經和盆神經支配胃腸。到達胃腸的纖維屬于節前纖維，它們與內在神經元發生突觸聯系。其節后纖維支配腺細胞、上皮細胞和平滑肌細胞。內在神經叢的多數副交感纖維是興奮性膽堿能纖維，少數是抑制性纖維;而在這些抑制性纖維中，多數既不是膽堿能，也不是腎上腺素能纖維，它們的末梢釋放的遞質可能是肽類物質，因而被稱為肽能神經。如血管活性腸肽(VIP)、P物質、腦啡肽和生長抑素等。目前認為，胃的容受性舒張、機械刺激引起的小腸充血等，均為神經興奮釋放VIP所致，VIP能神經的作用主要是舒張平滑肌、舒張血管和加強小腸、胰腺的分泌活動。胃腸道也存在許多以VIP為遞質的內在神經元，也參與上述功能的調節(詳見下文)。另外，迷走神經中約有75%的神經纖維為傳入纖維，可將胃腸感受器信息傳給高位中樞，引起反射調節活動，如迷走-迷走反射。

　　2.腸神經系統

　　胃腸的內在神經系統又稱為腸神經系統(enteric nervous sytem)由存在于食管至肛門的消化道壁內的兩類神經叢組成。一種是位于胃腸壁黏膜下層的黏膜下神經叢(submucosal plexus或稱為Meissner神經叢)。另一種是位于環行肌與縱行肌層之間的肌間神經叢(myenteric plexus或稱Auerbach神經叢)。每個神經叢都包含無數的神經元和神經纖維，據估計，內在神經中約有108個神經元，包括感覺神經元、中間神經元和運動神經元。 運動神經元釋放乙酰膽堿(Ach)和血管活性腸肽(VIP)，主要調節腺細胞和上皮細胞功能，也支配黏膜下血管。肌間神經叢中有以Ach和P物質(SP)為遞質的興奮性神經元，也有以VIP和一氧化氮(NO)為遞質的抑制性神經元。肌間神經叢的運動神經元主要支配平滑肌細胞。

　　內在神經叢的神經纖維(包括進入消化管壁的交感和副交感纖維)則把胃腸壁的各種感受器及效應細胞與神經元互相連接，起著傳遞感覺信息、調節運動神經元的活動和啟動、維持或抑制效應系統的作用。目前認為，消化管壁內的內在神經叢構成了一個完整的、相對獨立的整合系統，在胃腸活動的調節中具有十分重要的作用。