Rdzeń kręgowy - wydłużona cewa, leząca w kanale kręgowym, przez środek przechodzi kanał środkowy wysłany komórkami glejowymi (komórki wyściółki, w okresie zarodkowym urzęsione, z przeciwległych końców wychodzą wypustki gubiące się wśród innych elementów glejowych rdzenia). Składa się z dwóch symetrycznych połówek, które grzbietowo oddziela przegroda łącznotkankowa, brzusznie szczelina brzuszna.
Istota szara rdzenia - leży centralnie, ma kształt litery H, w każdej połowie tworzy róg brzuszny (szeroki występ nie dochodzący do powierzchni rdzenia, wychodzą z niego korzenie brzuszne), grzbietowy (występ sięgający do powierzchni rdzenia, dochodzą do niego korzenie grzbietowe, jako aksony komórek rzekomojednobiegunowych zwojów rdzeniowych, wierzchołek otacza jaśniejsza istota galaretowata, do której zaś przylega warstwa gąbczasta i tworzą warstwę brzeżną. Rogi łączy część pośrednia, która w odcinku piersiowym tworzy róg boczny. Istotę szarą obu połówek rdzenia łączy spoidło szare podzielone przez kanał środkowy na dobrzuszne i dogrzbietowe. Z powierzchni w głąb istoty białej odchodza przegródki rdzenne, które u podstawy bocznej rogów grzbietowych tworzą twór siatkowaty. Zrąb istoty szarej to komórki glejowe: astrocyty długowypustkowe (włókna ich wychodzą z istoty szarej w przegródkach rdzennych i tworzą błony graniczne okołonaczyniowe na powierzchni rdzenia), astrocyty krótkowypustkowe, oligodendrocyty (wchodzą w skład osłonek otaczających wypustki komórek nerwowych) i komórki mikrogleju (pojawiają się w miarę wnikania naczyń). W tym zrębie leżą neurony: komórki nerwowe z wypustkami, włókna bezmielinowe i cienkie mielinowe. Istota szara jest dobrze unaczyniona. Komórki są przewaznie wielobiegunowe i mogą być rozproszone lub grupują się w jądra. Dzielą się na:
1 - korzeniowe (ich wypustki tworzą korzenie brzuszne i grzbietowe i wychodzą z rdzenia):
A - ruchowe rogów brzusznych - duże, wielobiegunowe, wyraźne grudki zasadochłonne, aksony wychodzą jako korzenie brzuszne, a potem z osłonką mielinową tworzą włókna nerwowe ruchowe. Ich suma to jądro ruchowe rogu brzusznego. Dendryty idą do rogów grzbietowych i istoty białej.
B - jądra współczulnego - średniej wielkości, kuliste lub owalne, leżą w części pośredniej, tworzą jądro nucleus symphaticus lateralis przy rogu bocznym i nucleus symphaticus medialis przy spidle szarym dobrzusznym. Ich aksony łączą się z korzeniami brzusznymi i biegną do zwojów pnia współczulnego
C - jądra przywspółczulnego - są równomiernie rozproszone w części pośredniej, najliczniejsze w odcinku krzyżowym, aksony przebiegają w korzeniach grzbietowych do zwojów rdzeniowych.
2 - wewnętrzne (wypustki nie wychodzą z rdzenia, tworzą z neuronami nerwów rdzeniowych aparat rdzenia kręgowego z drogami nerwowymi rdzenia)
A - powrózkowe (sznurowe) - duże, wielokątne, wrzecionowate, układają się w słupy na brzegach rogów grzbietowych. Aksony wychodzą z istoty szarej i dzielą się na włókna dogłowowe i doogonowe. Włókna leżące obok siebie tworzą powrózki stanowiące główną masę istoty białej i łączące rdzeń z mózgowiem. Wytarzają one jądro grzbietowe przy przyśrodkowej postawie rogu grzbietowego. Aksony biegną w obrębie drogi rdzeniowo-móżdżkowej. Największe są komórki nucleus magnocelluaris cornus dorsalis, a należatu też komórki istoty galaretowatej tworzące nucleus sesnibilis proprius.
B - kojarzeniowe (asocjacyjne) - aksony dzielą się w istocie białej na wstępujące i zstępujące, mogą od nich odchodzić kolateralia do komórek korzeniowych, a więc przekazują bodźce do większej liczby neuronów.
C - łączące - między grupami powrózkowych, małe, z krótkim askonem, najliczniejsze w części pośredniej i istocie galaretowatej. Ich wypustki zamykają łuk odruchowy po tej samej stronie rdzenia (homolaterlane, homomeryczne) lub przechodzą przez spoidło szare do drugiej połowy (heterolateralne, heteromeryczne, kontralateralne).
D - spoidłowe (komisuralne) - między grupami powrozkowych, na przyśrodkowym brzegu rogów brzusznych, ich wypustki przechodzą przez spoidło białe krzyżując się z włóknami strony przeciwnej.
Istota szara z korzeniami i wąskim rąbkiem istoty białej tworzą własny aparat rdzenia kręgowego, którego podstawowa funkcja to czynności odruchowe.
Występują tu interoreceptry (czucie głębokie i mięśniowo-stawowe) oraz esteroreceptory (bodźce z zewnątrz). Bodziec może być przekazywany między odcinkami rdzenia dzięki neuronom międzyodcinkowym (komórki powrózkowe, komórki istoty galaretowatej). Włókna nerwowe utrzymujące łączność między odcinkami rdzenia przylegają do powierzchni istoty szarej, tworząc pęczki własne rdzenia.
Istota biała rdzenia - jasna, tworzy pochwę dla istoty szarej, podzielona na powrózek grzbietowy (między przegrodą grzbietową a rogiem grzbietowym, złożona z położoneo bocznie pęczka klinowatego i przyśrodkowo pęczka smukłego), boczny (między rogiem grzbietowym a brzusznym) i brzuszny (między szczeliną środkową brzuszną a rogiem brzusznym). W istocie białej zwykle nie ma komórek, tworzą ją włókna nerwowe, jako przeleżenia komórek nerwowych istoty szarej rdzenia i mózgowia, tworzące tu włókna mielinowe. Może też być pewna liczba bezmielinowych. Włókna tworzą pęczki biegnące wzdłuż długiej osi rdzenia. Pęczki otacza tkanka glejowa z astocytami i oligodendrocytami i są one drogami nerwowymi, które dzielimy na:
1 - wstępujące, czuciowe:
A - rdzeniowo mózgowa grzbietowa - w powrózku grzbietowym, dzieli się na pęczek smukły i klinowaty, które zawierają włókna czuciowe korzeni tylnych, prowadzące bodźce czuciowe.
B - rdzeniowo móżdżkowa grzbietowa - w powrózku bocznym, z aksonów komórek jądra grzbietowego. Przewodzi czucie głębokie.
C - rdzeniowo móżdżkowa brzuszna - w powrózku bocznym, z aksonów komórek powrozkowych. Przewodzi czucie głębokie.
D - rdzeniowo wzgórzowa boczna i brzuszna - zaczynają się w komórkach rogów tylnych w jądrze grzbietowym. Boczna - ból i temperatura, brzuszna - dotyk.
E - rdzeniowo oliwkowa - z aksonów komórek powrozkowych.
2 - zstępujące, ruchowe:
A - korowa rdzeniowa (piramidalna) boczna - w powrózku bocznym, bodźce z kory do komórek ruchowych rogów brzusznych.
B - korowa rdzeniowa (piramidalna) brzuszna - w powrózku brzusznym, przewodzi bodźce ruchów dowolnych.
C - czerwienno rdzeniowa - w powrózku bocznym, od jądra czerwiennego do komórek ruchowych rogów brzusznych przewodzi bodźce regulujące napięcie mięśni.
D - przedsionkowo rdzeniowa - w powrózku brzusznym, od jądra przedsionkowego bocznego, przewodzi bodźce związane z utrzymaniem równowagi.
Na powierzchni istoty białej jest cienka warstwa bez elementów nerwowych - błona graniczna glejowa zewnętrzna.