Das autonome (unwillkürliche System), auch vegetatives Nervensystem genannt, beeinflußt die Tätigkeiten von Herz, Lunge, Magen, Darm, Harnblase und Blutgefäßen. Im Hypothalamus, der dieses System steuert, laufen sämtliche Informationen von verschiedenen Organen zusammen. Er reguliert diese Informationen mit Hilfe des autonomen Systems und des endokrinen Systems. Wenn bei starker körperlicher Aktivität mehr Sauerstoff verbraucht wird, empfängt der Hypothalamus die Information "Sauerstoffmangel" und veranlaßt eine Steigerung der Atemfrequenz und der Herzfrequenz. Beim Aufenthalt in sauerstoffarmen Regionen - zum Beispiel im Gebirge - stellt sich der Körper dementsprechend so um, daß die Produktion der roten Blutkörperchen um bis zu vierzig Prozent ansteigt, damit mehr Sauerstoff ins Körpergewebe gelangt.

Das autonome Nervensystem hat die Aufgabe, das Verhalten des menschlichen Körpers so zu regulieren, daß Aktivität und Entspannung im Gleichgewicht bleiben. Dies wird durch das antagonistische Zusammenspiel von Parasymphaticus und Symphaticus erreicht. Der Symphaticus bewirkt Leistungssteigerung in Streß- und Gefahrenmomenten, während der Parasymphaticus für die Entspannung und Regeneration des Körpers zuständig ist.