胸交感干位于胸部脊柱的兩側，它們都有白交通支和灰交通支與胸神經相連。節前纖維起始于脊髓胸段，經前根加入胸神經，再經白交通支與相應的交感節相連，大部分節前纖維與節細胞發生突觸連接，從節細胞發出的節后纖維部分經灰交通支回到胸神經，隨胸神經及其分支分布于胸腹壁的血管平滑肌、汗腺和豎毛肌。部分節后纖維可襻附于鄰近的血管壁，隨之分布于各器官。

　　一部分節前纖維并不立即與相應的神經節內的節細胞發生突觸連接，它們在交感干內上升或下降到另一些交感節，與節內的神經元形成突觸。最明顯的例子是從上位胸髓來的交感節前纖維，上升到頸部各節，與節內神經元形成突觸。此外，有的節前纖維僅穿過神經節，然后匯成獨立的神經，如從T5－9交感節穿行組成的內臟大神經和T10、11交感節穿行組成的內臟小神經。它們穿膈腳抵達腹腔神經叢，在該叢的腹腔神經節及其副節（如腸糸膜上節、腎節等）內，與節細胞形成突觸連接。頸交感節和上4胸節的節后纖維，支配胸部呼吸器官、心臟和食管。在分布于肺和心之前，分別形成肺叢和心叢。交感神經的作用是使心率加快，冠狀動脈舒張；使氣管、支氣管平滑肌舒張，血管收收縮，粘膜腺分泌減少；食管、胃、腸蠕動減緩。

　　胸部的副交感神經來自左、右迷走神經。左、右迷走神經干在頸部發出心支和喉返神經的心支參加心叢的構成；左、右迷走神經干在胸部經過肺根后方時，發出許多細支形成左、右肺叢，并在食管形成食管前、后叢，最后又組成前、后干隨食管一并穿過食管裂孔入腹腔。迷走神經的作用是使心率減慢，冠狀動脈收縮；氣管、支氣管平滑肌收縮，粘膜腺體分泌增加；食管、胃、腸蠕動增強。

　　胸腔內臟的感覺纖維大部分伴隨交感纖維走行，進入胸髓上段；小部分伴迷走神經直行，入于延髓。