I motsetning til de nervecellene som i sin helhet hører til hjernen og ryggmargen, er det andre som sender sitt akson ut av sentralnervesystemet. Disse danner det perifere nervesystemet, det vil si nervene i kroppen. Som i sentralnervesystemet er mange av dem omgitt av en myelinskjede og i tillegg til denne av en tynn bindevevskjede. Et akson med sine skjeder kalles en nervefiber.
Bunter av nervefibrer holdes sammen av bindevev som også danner et hylster omkring hele nerven. Nervebuntene varierer sterkt i tykkelse. Den tykkeste hos mennesket (isjiasnerven) er tykk som en lillefinger. De enkelte nervefibrene veksler sterkt i tykkelse, fra mindre enn 0,001 til over 0,02 millimeter i diameter.
Nervefibrene leder impulser enten innover til sentralnervesystemet (afferente nerver eller sensoriske nerver), eller ut fra sentralnervesystemet (efferente nerver eller motoriske nerver). De sensoriske nervecellene har sine cellelegemer liggende i grupper, i såkalte ganglier (hjerne- og ryggmargsganglier) like utenfor sentralnervesystemet. De sensoriske fibrene leder inntrykk fra sanseorganene og alle deler av kroppen inn til hjernen og ryggmargen. De motoriske nervecellene ligger inne i sentralnervesystemet. De leder impulser fra hjernen og ryggmargen til muskler og kjertler.
Skades en nerve, går nervefibrene som har mistet forbindelsen med sitt cellelegeme til grunne. Hvis imidlertid cellelegemet er uskadet, kan aksonet vokse ut igjen. Denne tilhelingen kan lettes når en avbrutt nerve blir sydd sammen (nervesutur). Men også sykdommer i gliacellene har stor betydning for sentralnervesystemets funksjon (astrocytom), og tap av myelinskjeden samt svikt i dannelsen av nevrotransmittere kan gi føre til sykdommer med alvorlige funksjonsforstyrrelser (løsemiddelskade, multippel sklerose, Parkinsons sykdom, botulisme og andre).