Каждому метамеру тела соответствует пара спинномозговых нервов. У различных животных количество нервов различно, так как неодинаково число сегментов, входящих в состав их тела. У рыб дорсальная ветвь иннервирует спинную мускулатуру, вентральная – брюшную. У наземных позвоночных дорсальная ветвь снабжает мышцы, образовавшиеся из спинной мускулатуры рыб, вентральная – развившиеся из брюшной мускулатуры, следовательно, и мышцы конечностей. Кроме того, от вентральной ветви отходит соединительная веточка к автономной нервной цепочке. Чувствительные нервы отходящие, от нервных ветвей, иннервируют кожу сегментов. Двигательные нервы снабжают мышечные сегменты. Парные конечности иннервируются вентральными ветвями спинно-мозговых нервов, связанных с метамерами, из которых конечности развились.

Эти нервы образуют сплетения, в филогенезе формирующиеся постепенно, в связи с усложнением строения конечностей. У рыб существует общее шейно-плечевое сплетение; у амфибий начинается его разделение, завершающееся в дальнейшем полным обособлением шейного сплетения от плечевого. Одновременно три самые первые передние ветви шейного сплетения обособляются от него и , перемещаясь в череп , образуют подъязычный нерв .Удлинение шеи ведет к тому , что плечевое сплетение все больше перемещается назад. У млекопитающих в его состав входят передние ветви четырех последних шейных сегментов и первого грудного .

У рыб имеется общее пояснично-крестцовое сплетение, у амфибий начинается его разделение, у млекопитающих оно полностью распадается на поясничное и крестцовое сплетения. Редукция, равно как и атрофия конечностей, ведет к утрате сплетений.

У человека 31 пара спинно-мозговых нервов, каждый из них отходит от спинного мозга двумя корешками: передним и задним. В области межпозвоночного отверстия, на заднем корешке, находится утолщение - спинальный или спинномозговой ганглий. Дистальнее его оба корешка соединяются в смешанный спинальный нерв, состоящий из двигательных эфферентных и чувствительных афферентных волокон. Нерв может содержать и аксоны клеток боковых рогов, относящихся к автономной нервной системе. Спинно-мозговым нервам присваивается название соответствующих отделов позвоночного столба. Нумерация нервов во всех отделах идет по вышележащему позвонку. 1 шейный нерв выходит между затылочной костью и атлантом, 8-шейный – между 7 шейным позвонком и 1 грудным. В грудном отделе 12 пар нервов, причем 1 выходит между 1 и 2 грудными позвонками; в поясничном отделе 5; в крестцовом -5; в копчиковом -1 пара нервов.

По выходе из межпозвоночного отверстия спинно-мозговой нерв разделяется на концевые ветви.

Задние ветви сохраняют во всех отделах тела сегментарный характер распределения. По выходе из межпозвоночного или заднего крестцового отверстия каждая из них делится на медиальную и латеральную ветви.