Hệ thống thần kinh giao cảm kích hoạt những gì thường được gọi là phản ứng chiến đấu hoặc chuyến bay.

Giống như các bộ phận khác của hệ thần kinh, hệ thống thần kinh giao cảm hoạt động thông qua một loạt các tế bào thần kinh liên kết với nhau.

Các tế bào thần kinh giao cảm thường được coi là một phần của hệ thống thần kinh ngoại biên (PNS), mặc dù có nhiều loại nằm trong hệ thống thần kinh trung ương (CNS).

Các tế bào thần kinh giao cảm của tủy sống (là một phần của CNS) giao tiếp với các tế bào thần kinh giao cảm ngoại biên thông qua một loạt các hạch giao cảm.

Trong hạch, các tế bào thần kinh giao cảm tủy sống tham gia các tế bào thần kinh giao cảm ngoại biên thông qua các khớp thần kinh hóa học.

Do đó, các tế bào thần kinh giao cảm tủy sống được gọi là tế bào thần kinh giao cảm tiền ung thư (hoặc preganglionic), trong khi các tế bào thần kinh giao cảm ngoại biên được gọi là tế bào thần kinh postynaptic (hoặc postganglionic).

Tại các khớp thần kinh trong hạch giao cảm, các tế bào thần kinh giao cảm preganglionic giải phóng acetylcholine, một chất truyền tin hóa học liên kết và kích hoạt các thụ thể acetylcholine nicotinic trên các tế bào thần kinh postganglionic.

Để đáp ứng với kích thích này, các tế bào thần kinh postganglionic chủ yếu giải phóng noradrenaline (norepinephrine).

Kích hoạt kéo dài có thể gợi ra sự giải phóng adrenaline từ tủy thượng thận.

Sau khi được giải phóng, noradrenaline và adrenaline liên kết các thụ thể adrenergic trên các mô ngoại biên.

Liên kết với các thụ thể adrenergic gây ra các hiệu ứng nhìn thấy trong phản ứng chiến đấu hoặc chuyến bay.

Chúng bao gồm giãn đồng tử, tăng tiết mồ hôi, tăng nhịp tim và tăng huyết áp.

Các dây thần kinh giao cảm bắt nguồn bên trong cột sống, về phía giữa của tủy sống trong cột tế bào trung gian (hoặc sừng bên), bắt đầu ở đoạn ngực đầu tiên của tủy sống và được cho là kéo dài đến các đoạn thắt lưng thứ hai hoặc thứ ba.

Bởi vì các tế bào của nó bắt đầu ở vùng ngực và thắt lưng của tủy sống, CNS được cho là có một dòng chảy ra từ ngực.

Các sợi trục của các dây thần kinh này rời khỏi tủy sống trong các nhánh của não thất (rami) của các dây thần kinh cột sống và sau đó tách ra thành ‘rami trắng’ (được gọi là từ vỏ bọc trắng sáng của myelin xung quanh mỗi sợi trục) nối với hai chuỗi hạch dọc theo cột sống bên trái và bên phải.

Các hạch dài này còn được gọi là hạch gangvertebral hoặc thân thông cảm.

Trong các trung tâm này, các kết nối (khớp thần kinh) được tạo ra sau đó phân phối các dây thần kinh đến các cơ quan chính, các tuyến và các bộ phận khác của cơ thể.