Przy pobudzeniu układu przywspółczulnego dochodzi między innymi do: nasilenia procesów anabolicznych w komórkach, zwolnienia skurczów serca, obniżenia ciśnienia krwi, zwolnienia oddychania, większego lub mniejszego zwężenia oskrzelików, zwężenia źrenicy, pobudzenia perystaltyki jelit, wzrostu wydzielania soków trawiennych, parcia na mocz wskutek skurczu pęcherza moczowego oraz senności.
Układ autonomiczny nie jest niezbędny do utrzymania życia, ale bez niego -szczególnie bez układu współczulnego - organizm nie jest zdolny do żadnego większego wysiłku. W warunkach fizjologicznych w ciągu dnia przeważają wpływy układu współczulnego, nocą - przywspółczulnego. Układ przywspół-czulny czynny głównie podczas snu i trawienia sprzyja procesom asymilacyjnym, umożliwiającym gromadzenie, podczas gdy układ współczulny, wywołujący nasilenie procesów dysymilacyjnych - jest układem ergotropowym.
Podstawową jednostką czynnościową układu autonomicznego jest odruch. Autonomiczny łuk odruchowy składa się z podobnych, jak w układzie somatycznym, elementów: receptora, drogi dośrodkowej, ośrodka odruchowego, drogi odśrodkowej i efektora. Ośrodki odruchów autonomicznych znajdują się zwykle w układzie nerwowym ośrodkowym, ale niektóre z odruchów mają ośrodki w zwojach układu autonomicznego. Drogi dośrodkowe zaczynają się zwykle w narządach wewnętrznych od preso-, chemo- czy termoreceptorów. Włókna tych dróg biegną w nerwach błędnych, trzewnych lub miednicznych oraz w pniach nerwów czuciowych rdzeniowych lub czaszkowych. Nie różnią się one niczym od takich włókien układu somatycznego. Drogę odśrodkową łuków autonomicznych tworzą włókna współczulne lub przywspółczulne. Jest ona zawsze dwuneuronowa: jeden neuron doprowadza impuls do komórki zwojowej, a drugi - do narządu wykonawczego. Odruchy autonomiczne można podzielić na ekstero- i interorecepcyjne (w tym propriorecepcyjne).
Drogi dośrodkowe interorecepcyjnych odruchów autonomicznych stanowią kanały sprzężeń zwrotnych, przez które układ nerwowy ośrodkowy otrzymuje informacje o stanie czynnościowym narządów wewnętrznych i zmianach składu chemicznego płynów ustrojowych. Na podstawie tych odruchów odbywa się regulacja (samoregulacja) krążenia krwi, oddychania, ruchowej i wydzielniczej czynności przewodu pokarmowego, wydalania, krwiotwórczości, czynności gruczołów dokrewnych oraz metabolizmu. Za pomocą tych odruchów utrzymywana jest stałość warunków środowiska wewnętrznego - homeostaza.
Wśród odruchów autonomicznych można rozróżnić odruchy trzewno--trzewne, odruchy rzutowane i odruchy włókienkowe.
Przy odruchach trzewno-trzewnych dochodzi do zmian czynności określonych narządów wewnętrznych pod wpływem drażnienia mechano-, preso-, osmo- lub chemoreceptorów innych narządów. Wśród nich należy wymienić przede wszystkim odruchy krążeniowe uczestniczące w samoregulacji wyrzutu sercowego, 94 częstości skurczów serca lub ciśnienia krwi (odruchy presyjne i depresyjne) oraz