สัตว์ที่มีวิวัฒนาการต่ำมีกลไกตอบสนองต่อสิ่งเร้าในรูปแบบที่ไม่ซับซ้อน เนื่องจากไม่มีศูนย์กลางควบคุมการทำงานของระบบประลาท เช่น กิ้งกือหยุดเคลื่อนที่และม้วนตัวเป็นวงกลมหากสัมผัสกับวัตถุ แต่สัตว์ที่มีวิวัฒนาการสูงมีกลไกตอบสนองต่อสิ่งเร้าในรูปแบบที่ซับซ้อนขึ้น โดยอาศัยการทำงานร่วมกันของระบบประสาทและระบบต่อมไร้ท่อ โดยระบบประสาททำหน้าที่ควบคุมการตอบสนองที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว เช่น การหดตัวของกล้ามเนื้อทำให้เกิดการเคลื่อนไหวของร่างกาย ส่วนระบบต่อมไร้ท่อทำหน้าที่ควบคุมการตอบสนองที่เกิดขึ้นอย่างช้าๆ ซึ่งจะมีผลต่อเนื่องเป็นระยะเวลานาน เช่น การเจริญของสเปิร์มในอัณฑะ การเจริญของเซลล์ไข่ในรังไข่อย่างไรก็ตาม ทั้งระบบประสาทและระบบต่อมไร้ท่อจะทำงานสัมพันธ์กัน
ฟองน้ำ (spongy) ไม่มีระบบประสาท ไม่มี nerve cell หรือ sensory cell การรับรูของฟองน้ำจะขึ้นอยู่กับการทำงานของแต่ละเซลล์แต่ไม่มีการทำงานระหว่างเซลล์โดยมันจะตอบสนองต่อแรงกดและแรงสัมผัส
ไฮดรา (hydra) มีเซลล์ประสาทแทรกกระจายอยู่ระหว่างเยื่อสองชั้นโดยสานกันเป็นร่างแห เรียกว่า ร่างแหประสาท (nerve net) สามารถนำกระแสประสาทได้ทุกทิศทาง และเคลื่อนที่ได้ค่อนข้าง
ช้ากว่าการเคลื่อนที่ของเซลล์ประสารทชั้นสูง และกระแสประสาทที่กระจายออกไปมีทิศทางไม่แน่นอน
พลานาเรีย (planaria) มีพัฒนาการของระบบประสาท มีปมประสาท 2 ปมอยู่ที่ส่วนหัวเรียกว่า
ปมประสาทสมอง (Nerve ganglion) ทำหน้าที่เป็นสมอง ด้านหน้าของสมองมี เส้นประสาทแยกไปยัง อายสปอท (eye spot) เปรียบเสมือนตาของพลานาเรีย มีเส้นประสาทแยกออกทั้งสองข้างลำตัวข้างละเส้น เรียกว่า เส้นประสาทด้านข้าง (lateral nerve cords) เส้นประสาทคู่นี้ มีเส้นประสาทขวางเป็นระยะๆ เรียกว่า เส้นประสาทตามขวาง (transverse nerve cords) และขนานไปตามด้านข้างของลำตัวจากหัวจรดท้าย ลักษณะแบบขั้นบันได (ladder type) เส้นประสาทนี้เชื่อมโยงติดกันด้วยเส้นประสาทที่วนรอบลำตัว แบบวงแหวน (nerve ring)
ไส้เดือนดิน (earth worm) มีพัฒนาการของระบบประสาทที่เรียกว่า ปมประสาทสมอง (Nerve ganglion) ปมประสาทส่วนหัวเพิ่มมากขึ้นและเรียงต่อกันเป็นวงแหวนทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางของระบบประสาทและมีเส้นประสาทยาวตลอดตัวทางด้านท้อง (Ventral nerve cord) เส้นประสาทเส้นนี้เป็น 2 เส้นคู่กัน ตรงกลางปล้องแต่ละปล้องของเส้นประสาทนี้จะพองออกเป็น ปมประสาทและมีแขนงประสาทแยกออกไปยังผนังลำตัวและอวัยวะใกล้เคียง
แมลง (Insect) มีปมประสาท (Nerve ganglion) อยู่ที่ส่วนหัว และตามลำตัว ซึ่งทำหน้าที่เป็น ศูนย์กลางของระบบประสาทและเป็นศูนย์รวมอยู่เป็นระยะตามแนวกลางของลำตัวมีเส้นประสาททอดยาวตลอดลำตัว (Ventral nerve cord ) และแต่ละปล้องจะมีปมประสาท
กุ้งมีปมประสาท (Nerve ganglion) ขนาดใหญ่อยู่บริเวณส่วนหัว มีแขนงแยกไปเลี้ยงตา (optic nerve) และไปเลี้ยงหนวด (antennary nerve) จากปมประสาท สมองมีเส้นประสาทล้อมรอบหลอดอาหาร ลงมายังปมประสาทด้านล่าง รวมกันเป็นปมประสาททรวงอก (thoracic ganglion) ซึ่งมีปมประสาท 7 ปม จากนั้นจะทอดยาวเป็นปมประสาทส่วนท้อง (ventral nerve cord) และมีปมประสาทแยกออกไปยังกล้ามเนื้อและระยางค์ต่าง ๆ
คนและสัตว์มีกระดูกสันหลังอื่น ระบบประสาทพัฒนามาก เซลล์ประสาทเกือบทั้งหมดรวมกันที่ส่วนหัว ขนาดใหญ่ เจริญมาก เรียกว่า สมอง (brain) เซลล์ประสาทยังรวมตัวกันยื่นออกจากสมองเป็นแนวยาวของลำตัวด้านหลัง เรียกว่า ไขสันหลัง (spinal cord)
สมองและไขสันหลังทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางของระบบประสาททั้งหมดรวมเรียกว่า ระบบประสาทส่วนกลาง (Central Nervous System ; CNS) มีหน้าที่หลัก 3 อย่าง ได้แก่ รับสัญญาณจากหน่วยความรู้สึก ประมวลผลข้อมูล และส่งสัญญาณต่อไปยังหน่วยตอบสนอง โดยสมองและไขสันหลังจะมีเส้นประสาทแยกออกมาจำนวนมากเพื่อทำหน้าที่ควบคุมและประสานงานในระบบประสาทต่างๆ ของร่างกาย