一般情況下，人體的器官都接受交感神經和副交感神經的雙重控制，只有少數器官不受副交感神經支配，只受交感神經支配。對於雙重控制的器官來說，交感神經和副交感神經的作用通常是相互對抗的。
以心臟活動為例，交感神經具有興奮的作用，而副交感神經則具有抑製作用，類似於車輛上的油門和剎車。然而，有些器官的作用是協同的，比如對唾液腺的分泌，交感神經和副交感神經都能促進唾液腺的分泌，但交感神經促使產生少量而黏稠的唾液，而副交感神經促使產生大量而稀薄的唾液。因此，從兩者的結構上看，交感神經的活動範圍較廣泛。
當環境條件急劇變化時，交感神經可以調動許多器官發揮功能，快速調整機體的狀態以適應突發的環境變化，保證人體在緊張情況下的生理需求。當機體代謝加強，能量消耗增加時，處於興奮狀態的交感神經活動佔據主導地位，伴隨著瞳孔擴張、心跳加快、支氣管擴張、血管收縮、胃腸蠕動減慢。相比之下，副交感神經的作用相對有限，主要用於機體的保護、修復與恢復、促進消化、儲存能量以及加強排洩和生殖功能等方面。
在安靜狀態下，副交感神經活動佔據主導地位，瞳孔收縮以避免過強的光線進入，心跳減慢、支氣管收縮、胃腸蠕動加快，從而增加消化功能，促進營養物質的吸收和能量的補充。