迷走神经的神经纤维包括一般躯体感觉（传入）纤维、一般内脏感觉（传入）纤维、特殊内脏运动（传出）纤维、一般内脏运动（副交感）纤维。
一般躯体（传入）感觉纤维
迷走神经的一般躯体感觉纤维传导来自喉、下咽部、耳廓、外耳和外耳道的皮肤、鼓膜的外侧面，以及颅后窝硬脑膜的痛觉、温觉和触觉。
一般内脏感觉（传入）纤维
迷走神经(副交感神经)的一般内脏感觉纤维的胞体，位于迷走神经上神经节和下神经节内。
迷走神经周围突分布于咽和食管壁，并与舌咽神经的一般内脏感觉纤维共同作用于咽部，参与完成吞咽反射。
迷走神经的传入纤维还分布于甲状腺和甲状旁腺。
在胸部，迷走神经感觉纤维分布在心脏、大血管壁、主动脉小体和感受血压升高刺激的压力感受器。
在肺内感觉纤维随肺丛分布，到达支气管黏膜，可能参与咳嗽反射；
到达支气管肌的感觉纤维末梢呈卷须状围绕在肌细胞周围，有时被称为肌梭，可以感受肌细胞长度变化的刺激；
分布于肺泡间结缔组织的球形末梢与分布于肌细胞上的末梢一起，可以引发肺牵张反射；
分布于肺动脉外膜上的感觉神经末梢可能是压力感受器；
分布于肺静脉内膜上的化学感受器。
迷走神经的一般内脏感觉纤维末梢还分布于胃肠道的壁内、消化腺和肾。
迷走神经分布于内脏及其管壁内的感觉神经纤维对牵拉和收缩刺激发生反应。来自胃的刺激可以引起饥饿和恶心的感觉。
特殊内脏运动纤维
双侧皮质核束经内囊下行，与位于疑核的运动神经元形成突触联系。疑核接受来自诸如三叉神经脊束核及孤束核等脑干神经核传入的感觉信号，引发如咳嗽、呕吐等反射活动。
下运动神经元的轴突发自疑核，从颈静脉孔出颅，分布于咽缩肌和喉内肌并支配其运动。分为三条主要神经支：咽神经支、喉上神经和喉返神经。
一般内脏运动纤维(副交感)
迷走神经副交感神经元胞体位于迷走神经背核和疑核内侧部。
迷走神经背核中的神经元支配肠道内的神经节及其分支(肺、肝、胰腺)，疑核内侧部中的神经元则支配心丛中的神经节。它们均接受来自下丘脑、嗅系统、网状结构和孤束核传入的信号。
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迷走神经背核发出的节前纤维横越三叉神经脊束及三叉神经脊束核，从延髓的外侧面出脑，于迷走神经中走行。
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