Стенки сосудов снабжены двигательными (автономными) волокнами, проводящими импульсы к мышечному слою стенки сосудов, и чувствительными волокнами, передающими в ЦНС импульсы от рецепторов, воспринимающих изменения состава крови и ее давления.
В крупных сосудистых магистралях формируется околососудистое нервное сплетение, соответствующее по названию наименованию сосуда. Например, на аорте имеется аортальное сплетение, на общей сонной артерии — общее сонное сплетение и т.д. Источниками их формирования являются нервы, отходящие от симпатических узлов, и ветви блуждающих нервов. К остальным артериям и венам сегментарно подходят стволики от соседних нервов, входящих в сосудисто-нервные пучки.
В стенках сосудов образуются нервные сети, особенно выраженные в наружной и средней оболочках. Во внутренней оболочке проходят отдельные нервные волокна. Во всех слоях определяются нервные окончания: чувствительные — рецепторы различного типа и двигательные — эффекторы. Двигательные нервные волокна и окончания принадлежат по происхождению симпатической нервной системе и являются вазоконстрикторами. Существование нервов-вазодилататоров не подтвердилось морфологическими исследованиями.