Tế bào thần kinh vận động truyền tín hiệu đến các cơ và tuyến trên khắp cơ thể. Có hai loại chính: tế bào thần kinh vận động soma điều khiển chuyển động cơ tự nguyện và tế bào thần kinh vận động tự chủ điều khiển các tuyến và cử động cơ không tự nguyện. Các tế bào thần kinh vận động tự chủ được chia thành hệ thống giao cảm và phó giao cảm.
Các tế bào thần kinh vận động soma có các thân tế bào nằm trong hệ thống thần kinh trung ương ở não, thân não hoặc tủy sống. Chúng kéo dài đến tận các cơ xương. Mặc dù những điều này thường được kiểm soát một cách tự nguyện, nhưng các cung phản xạ đôi khi xảy ra, trong đó một số kích thích nhất định khiến các tế bào thần kinh này kích hoạt một cách không chủ ý. Trong trường hợp này, một tế bào thần kinh cảm giác nhận một tín hiệu, nói chung là một tín hiệu đau, khiến các kích thích không chỉ truyền đến não mà còn thông qua một interneuron trực tiếp đến một tế bào thần kinh vận động. Đây là nguyên nhân dẫn đến cử động không tự chủ trong bài kiểm tra phản xạ giật đầu gối.
Các tế bào thần kinh vận động tự chủ trong hệ thống giao cảm kích thích các cơ hoặc tuyến không tự nguyện thực hiện các hành động, trong khi các tế bào thần kinh của hệ phó giao cảm ức chế những hành động này. Các thân tế bào của những tế bào thần kinh này không nằm trong hệ thần kinh trung ương, mà nằm trong các cụm tế bào thần kinh, được gọi là hạch, trong hệ thần kinh ngoại vi.
