一般認為錐體系以外調節肌肉運動的中樞神經，錐體外系主要的功能是協調肌群的運動、調節肌張力維持和調整姿勢等。其包括大腦皮層（主要是額葉）、紋狀體、紅核、黑質、小腦、網狀結構和前庭神經核等。錐體外系發自大腦皮層后，它們在下行途中先與紋狀體發生聯系，然后經過多次換元后才抵達脊髓前角運動神經元。大腦皮層也與小腦皮層之間所形成的大腦、小腦環路，對于調節和影響大腦皮層發動的隨意運動十分重要。

錐體外系的主要傳導通路有二條：

(1)皮層紋狀體通路/由大腦皮層（主要來自額葉和頂葉）發出的纖維到紋狀體，由它發出纖維到中腦的紅核，黑質等處，黑質發出纖維到腦橋、延髓的網狀結構，最后抵達脊髓前角運動神經元。

(2)皮層、腦橋、小腦通路/從各大腦皮層（額葉，顳葉，枕葉）發出的纖維到腦橋核，換元后發出纖維交叉到對側，經腦橋臂止于小腦皮層，然后由小腦皮層發出纖維經齒狀核（小腦深部的核團）、紅核下行至脊髓前角運動神經元。

上述兩條通路如下：

錐體外系控制脊髓前角運動神經元主要通過兩條下行途徑：即皮層-/紅核-脊髓束和皮層-網狀-脊髓束。這些通路都經過多次換元后才抵達脊髓前角運動神經元。

大腦皮層在控制軀體運動的過程中，還得不斷從下級中樞接受反饋信息，經常調整其傳出沖動，才能使機體具有適宜的肌張力，維持一定的姿勢體態，同時使隨意運動在力量和方向上達到預期效果。在這些聯系中，大腦、小腦環路，紋狀體和小腦功能的完善具有重要作用。

小腦的主要功能是維持軀體平衡、調節肌張力及協調運動。小腦半球與大腦皮層有雙向性的聯系，即小腦一方面接受大腦皮層下行的控制，同時也發出纖維返回到大腦皮層。小腦的傳出纖維主要發自齒狀核，它們一部分止于紅核，經紅核脊髓束到達脊髓前角；而大部分纖維止于丘腦，由此發出纖維返回大腦皮層，對大腦皮層發動的隨意運動起調節作用。這個大、小腦皮層間的環路在人類最為發達。小腦損傷后的病人，隨意動作的力量、方向、速度和范圍均不能很好地控制，表現為乏力、乏平衡、乏協調的癥狀。即四肢乏力，行走搖晃不穩；當病人閉雙目、兩腳并擾站立時，就無法維持自身的平衡；

協調動作也發生障礙，拮抗肌作輪替動作時，協調障礙明顯，這稱為意向性協調障礙，也稱為小腦性共濟失調。

紋狀體其功能尚不完全清楚。臨床上該系統病理損傷的主要表現分為兩大類：一類是具有運動過多而肌緊張的綜合征，如舞蹈病和手足搐動癥；另一類為具有運動過少而肌緊張過強的綜合征，如震顫麻痹（巴金森氏癥）。

震顫麻痹的病人，全身肌緊張增高，肌肉強直，隨意運動減少，動作緩慢，面部表情呆板，常伴有靜止性震顫。這種震顫在靜止時出現，情緒激動時加強，進行隨意運動時減少，入睡后停止。臨床病理研究顯示震顫麻痹的病變部位在中腦黑質。