척추의 제1흉추에서 제3요추에 이르는 척수에서 나오며, 전체적인 내장기관, 대부분의 혈관, 피부, 타액선, 부신에 연결되어 이를 조절합니다.

교감신경계의 신경섬유는 척수신경의 세포체에서 시작되어 상하로 뻗은 섬유와 신경절이 연결되어 교감신경절사슬을 형성합니다. 이 부분은 추골 옆에서 골반부위까지 뻗어져 나가며 우리 신체의 모든 부분에 신경섬유를 보냅니다. 그리고 신경과의 연결이 아닌 심부장기와 연결되면 측부신경절을 형성하여 복강과 골반내 장기에 신경을 제공합니다.

교감신경계는 흥분하거나 응급 상황 또는 위급한 상황 시에 빠르고 강하게 신체가 적응할 수 있도록 하는 힘을 만들어 냅니다. 그러한 상황을 마주하게 되면 우리 몸은 심장이 두근거리고, 호흡이 깊고 빨라지며, 피부가 차고 축축해지며, 두피가 쑤시고, 동공이 확대되는 반응이 나타납니다. 이러한 반응들은 심장 박동, 혈압, 혈당량을 증가시키고, 폐 세기관지를 이완시키는 등 스트레스 상황에 대처하는데 많은 도움을 줍니다. 이렇듯 교감신경계는 어떤 위협에 반응하기 위해 달리거나, 더 잘 보거나, 더 분명히 생각할 수 있도록 하는 최상의 상태로 만드는 기능을 합니다.
부교감신경과 길항작용을 하여 외부 환경에 대응하는 인체 내의 항상성을 조절하는데 기여합니다.

난치성 고혈압이 지속되면 심부전, 뇌졸중, 신부전 등의 위험한 질환들이 유발됩니다. 세가지의 항고혈압 약물을 투여해도 정상혈압에 도달하지 않는 경우, 네가지 이상의 약물을 통해 혈압을 조절하는 난치성 고혈압의 경우 동맥 카테터를 통해 혈압과 관련된 신장 신경을 전기적 충격으로 차단하여 혈압이 떨어지도록 하는 신경차단술을 시행할 수 있습니다. 

국소적 다한증의 경우 수술치료로 교감신경 차단술을 시행하기도 합니다. 주로 흉강 내시경을 통해 흉부 교감신경을 차단하는 방법인데, 효과가 확실하고 영구적이며 현재 임상적으로 보편화된 방법입니다. 그러나 개인에 따라 수술 후 땀이 나지 않던 부위에서 땀이 나게되는 보상성 다한증이 생기는 경우도 있습니다.

이외에도 교감신경차단술은 대상포진 후 신경통, 복합부위통증증후군, 근골격계 통증질환, 악성 종양의 흉부 전이, 원인불명의 가슴통증 등의 치료를 위해 시행되기도 합니다.