การทำงานของระบบประสาทสั่งการจะต้องอาศัยสมองหลายบริเวณเพื่อควบคุมและแปลผลให้เกิดการเคลื่อนไหว เช่น somatosensory cortex, supplementary motor area (SMA), premotor cortex, และ basal ganglia เป็นต้น ระบบประสาทที่ทำหน้าที่เกี่ยวกับการเคลื่อนไหวสามารถแบ่งออกเป็น 4 ระบบที่ทำงานร่วมกัน ระบบแรกอยู่ในเนื้อเทาของก้านสมองและไขสันหลัง เซลล์ที่เกี่ยวข้องอย่างแรกคือเซลล์ประสาทสั่งการล่าง (LMN) LMN ที่ก้านสมองส่งแอกซอนไปยังกล้ามเนื้อโครงร่างของศีรษะ และ LMN ที่ไขสันหลังส่งไปยังกล้ามเนื้อของร่างกาย เซลล์อย่างที่สองเป็นวงจรประสาทคือเครือข่ายอินเตอร์นิวรอนใกล้ ๆ LMN ซึ่งเป็นแหล่งกระแสประสาทที่ LMN ได้รับโดยหลัก การเริ่มและการควบคุมการเคลื่อนไหวของร่างกายของระบบประสาทจะต้องผ่าน LMN เป็นด่านสุดท้าย ส่วนวงจรประสาทใกล้ ๆ LMN ได้รับกระแสประสาททั้งจากเซลล์ประสาทรับความรู้สึกในระบบประสาทนอกส่วนกลางและจากส่วนต่าง ๆ ในสมอง รูปแบบการเชื่อมต่อกันของวงจรประสาททำให้ประสานการทำงานของกล้ามเนื้อต่าง ๆ ได้อย่างเป็นระเบียบ ในสัตว์ทดลอง แม้ถ้าตัดการเชื่อมต่อของไขสันหลังกับสมองแล้วกระตุ้นวงจรประสาทที่เหมาะสม ก็ยังทำให้สัตว์เคลื่อนไหว (นอกอำนาจจิตใจ) เหมือนกับเดินได้[5]

ระบบที่สองเป็นเซลล์ประสาทสั่งการบน (UMN) ในก้านสมองและเปลือกสมอง ที่ส่งแอกซอนโดยมากไปยังวงจรประสาทใกล้ ๆ LMN และบางครั้งไปยัง LMN โดยตรง ซึ่งจำเป็นเพื่อเคลื่อนไหวร่างกายใต้อำนาจจิตใจและเมื่อต้องใช้ทักษะไม่ว่าจะโดยเวลาหรือโดยปริภูมิ UMN ในส่วนต่าง ๆ รวมทั้ง[5]

• ในสมองกลีบหน้า
  • ใน primary motor cortex (บริเวณบรอดมันน์ 4) และใน premotor cortex (โดยหลักบริเวณบรอดมันน์ 6) จำเป็นเพื่อวางแผน ริเริ่ม และจัดลำดับการเคลื่อนไหวศีรษะ ร่างกาย และแขนขา อนึ่ง บริเวณบรอดมันน์ 8 ในสมองกลีบหน้าก็ทำหน้าที่เช่นเดียวกันในการเคลื่อนไหวตาด้วย
  • ใน inferior frontal gyrus ส่วนหลัง (posterior) โดยปกติในสมองซีกซ้าย ซึ่งเรียกว่า Broca's area หรือบริเวณบรอดมันน์ 44 และ 45 โดยเป็นส่วนของ premotor cortex เป็นส่วนที่ขาดไม่ได้ในการพูด
• ใน anterior cingulate cortex UMN ที่บริเวณบรอดมันน์ 24 ควบคุมกล้ามเนื้อที่ใบหน้าเพื่อแสดงออกความรู้สึกและอารมณ์
• ในก้านสมอง UMN มีหน้าที่ควบคุมความตึงกล้ามเนื้อ ปรับแนวทิศทางตา ศีรษะ และร่างกายตามข้อมูลที่ได้จากระบบการทรงตัว ระบบรับความรู้สึกทางกาย ระบบการได้ยินและระบบการเห็น เป็นระบบที่ขาดไม่ได้ในการไปในที่ต่าง ๆ และในการควบคุมท่าทางและอากัปกิริยา

ระบบที่สามและสี่ไม่ได้ส่งแอกซอนโดยตรงไปยัง LMN หรือวงจรประสาทใกล้ ๆ มัน แต่มันมีอิทธิพลโดยอ้อมด้วยการปรับการทำงานของ UMN ในก้านสมองและเปลือกสมอง ระบบที่สามก็คือสมองน้อยซึ่งทำหน้าที่คล้ายกับระบบเซอร์โวให้แก่ UMN คือมันตรวจจับความแตกต่างระหว่างการเคลื่อนไหวจริง ๆ และการเคลื่อนไหวที่ต้องการ และส่งกระแสประสาทเพื่อลดความแตกต่างไปยัง UMN สมองน้อยทำหน้าที่เช่นนี้ทั้งในระยะสั้นและระยะยาว โดยอย่างหลังเรียกว่า motor learning คนไข้ที่สมองน้อยเสียหายมีปัญหาเคลื่อนไหวร่างกายทั้งโดยทิศทางและโดยความมากน้อยของการเคลื่อนไหว[5]

ระบบที่สี่ก็คือ basal ganglia ซึ่งอยู่ในสมองส่วนหน้า มีหน้าที่ป้องกันไม่ให้ UMN ก่อการเคลื่อนไหวที่ไม่ต้องการ และเตรียมระบบประสาทสั่งการเพื่อเริ่มการเคลื่อนไหว คนไข้ที่สมองส่วนนี้มีปัญหาก็มีจะมีปัญหาการเคลื่อนไหว เช่น คนไข้โรคพาร์คินสันและโรคฮันติงตัน เป็นปัญหาเกี่ยวกับการเปลี่ยนการเคลื่อนไหวใต้อำนาจจิตใจรูปแบบหนึ่งไปเป็นอีกรูปแบบหนึ่ง[5]