Glavna vloga avtonomnega živčnega sistema je uravnavanje bistvenih telesnih funkcij, kot sta srčni utrip in dihanje. Te funkcije so dovolj pomembne, da je prostovoljni nadzor minimalen. Posameznik lahko nadzoruje svojo hitrost dihanja, vendar je ne more popolnoma ustaviti, saj se bo dihanje nadaljevalo takoj, ko izgubi zavest. Druge funkcije, kot so srčni utrip, prebava in telesna temperatura, so pod še manj prostovoljnim nadzorom.
Človekov živčni sistem je razdeljen na dva podsistema: centralni živčni sistem, ki ga sestavljata hrbtenjača in možgani, ter periferni živčni sistem, ki vključuje vse ostale živce. Kasnejšo delitev perifernega živčnega sistema na avtonomni in senzorično-somatski sistem lahko deloma ločimo po stopnji zavestnega nadzora, ki je potreben za delovanje. Senzorično-somatske funkcije, kot sta mišična aktivnost in obdelava senzoričnih informacij, so pod velikim prostovoljnim nadzorom. Avtonomne funkcije, kot sta dihanje in cirkulacija, je mogoče zavestno spremeniti, vendar so na splošno bolj refleksne in samodejne kot somatske.
Živci, ki nadzorujejo gladke mišične organe, kot so črevesje, srčne mišice, dihanje in telesne žleze, sestavljajo avtonomni živčni sistem. Razdeljen je na tri glavne komponente: simpatični živčni sistem, ki po potrebi aktivira te sisteme; parasimpatični sistem, ki ga sprošča; in črevesni sistem, ki uravnava prebavni sistem. Avtonomni sistem je odgovoren tudi za spremljanje notranjih stanj in usmerjanje virov proti določenim organom ali stran od njih, kot je potrebno za optimalno delovanje telesa.
Odziv na nevarnost je sekundarna vloga avtonomnega živčnega sistema. Simpatična veja nadzoruje odziv boj ali beg, ki omogoča vsem živalim, vključno z ljudmi, da se odzovejo na grožnje. Ko zaznamo nevarnost, se simpatični živčni sistem vključi in usmerja kri stran od obrobja telesa proti srcu, pljučem in možganom. Povečan srčni utrip in dihanje bosta osebo napolnila z energijo in jo pripravila na boj ali na beg iz situacije.
Umiritev po minianju nevarnosti je domena parasimpatične veje avtonomnega živčnega sistema. Čeprav je avtonomni živčni sistem predvsem refleksiven, ga nekateri usposobljeni strokovnjaki lahko zaposlijo za izboljšanje sprostitve in koncentracije. Dihanje je avtonomna funkcija, ki jo je najlažje nadzorovati, in mnogi ljudje lahko uporabljajo nadzor dihanja za sprostitev, zmanjšanje stresa in zmanjšanje bolečine. Drugi uporabljajo vaje joge in meditacije, da povečajo koncentracijo in vzbudijo občutek umirjenosti, tako da sprožijo parasimpatični sistem, da upočasni njihov srčni utrip in poveča cirkulacijo.