SNS består av en grå og en hvit substans. Den grå substansen inneholder nervecellelegemer og deres dendritter med spinae og synapser, myelinerte og umyelinerte aksoner med forgreninger og støtteceller. Hvit substans inneholder overveiende myeliniserte fibre og støtteceller. Den karakteristiske fargen av hvit substans i frisk, ufarget tilstand skyldes det store innholdet av lipidholdig myelin. I ryggmargen finnes ytterst et tykt lag av hvit substans og innerst ses den grå substansen. På tverrsnitt vil den grå substansen se ut som en H. De to dorsale delene kalles bakhornene og de to ventrale forhornene.

De perifere nervene inneholder betydelig mengde bindevev. Hele nerven er ytterst omgitt av et tykt lag av fast uregelmessig bindevev, epinevriet. Inne i nerven er fibrene gruppert i tydelige fasikler. Fasiklene er omsluttet av et sirkulært arrangert bindevev, perinevriet. Innenfor perinevriet utfylles mellomrommene mellom de enkelte nervefibrene med endonevrium. Det består av løst bindevev. Nerver er rikt forsynt med intranevrale blodkar, vasa nervorum, som danner tallrike anastomoser.