Центра́льная не́рвная систе́ма (ЦНС), центральная часть нервной системы животных и человека; получает информацию от окружающей среды, от всех органов и систем организма, обрабатывает и хранит её, регулирует и координирует ответные реакции всех систем организма и его поведение. У позвоночных и человека состоит из головного мозга и спинного мозга, у беспозвоночных – из цепочки ганглиев. На ранних этапах эволюции у многоклеточных возникла диффузная нервная система (впервые у кишечнополостных). В дальнейшем в результате централизации развивается ЦНС с образованием у беспозвоночных нервных ганглиев (кольчатые черви) и преимущественным развитием головных ганглиев (цефализация). У моллюсков и членистоногих вследствие слияния головных ганглиев возникает единый головной мозг или головогрудная нервная масса (у пауков). Нервная система хордовых развивалась другим путём: у них формируется сегментированная нервная трубка (спинной мозг), в результате цефализации из её переднего конца образуется головной мозг, который по мере эволюции претерпевает значительные изменения, хотя основной принцип его деления на отделы сохраняется.

Расположенный в позвоночном канале спинной мозг обеспечивает восходящие и нисходящие связи с головным мозгом. Осуществляет ряд как моносинаптических рефлексов (без участия вставочного нейрона), когда сигналы от нейрона спинального ганглия переключаются непосредственно на двигательный нейрон, так и полисинаптических (включающих вставочные нейроны) рефлексов (в том числе сухожильный и сгибательный рефлексы, рефлекс растяжения). В определённых условиях спинной мозг без участия вышестоящих отделов мозга способен воспроизводить ряд координированных моторных актов (ходьба, поддержание позы). Расположенный в полости черепа головной мозг у высших млекопитающих и человека подразделяется на ромбовидный (включает продолговатый мозг, варолиев мост и мозжечок), средний (ножки мозга и четверохолмие) и передний (промежуточный и конечный) мозг. По мнению некоторых исследователей, сетчатку глаза и обонятельный эпителий тоже следует относить к ЦНС, основываясь на данных об их эмбриональном развитии и строении.

Основные клеточные элементы ЦНС – нейроны с отростками и клетки глии. Первые связаны между собой синапсами, обеспечивающими передачу информации; между нейронами и клетками глии определённого типа также имеются синаптические контакты. Связанные между собой последовательно нейроны образуют нейронные цепочки, группы нейронов, объединённых функционально, могут составлять нейронные сети. Нейроны, получающие информацию с периферии, посылающие волокно к эффекторному органу, и, часто, вставочные нейроны образуют рефлекторную дугу. Группы нервных волокон, связывающие определённые отделы ЦНС и объединённые функционально и анатомически, обозначаются как проводящие пути. Через периферическую нервную систему ЦНС связана со всеми органами, получает и посылает информацию по спинномозговым и черепно-мозговым нервам.

Формирование ЦНС – основной интегративной системы организма – привело к развитию быстродействующих проводящих путей как в пределах ЦНС, так и связывающих ЦНС со всеми органами и тканями организма. Эту функцию несёт периферическая нервная система, включающая у позвоночных черепно-мозговые и спинномозговые нервы. Афферентные (чувствительные) нервные волокна передают возбуждение в ЦНС от периферических рецепторов, а эфферентные (двигательные) нервные волокна – из ЦНС к исполнительным органам. Структурно-функциональные особенности рефлекторной дуги определяют основные закономерности деятельности ЦНС. Многообразные и многочисленные рецепторы организма воспринимают различные раздражения, преобразуют их в нервное возбуждение, которое передаётся исполнительным органам, вызывая целенаправленные реакции. Непрерывный поток информации, поступающий от исполнительных органов, обрабатывается в ЦНС, в результате чего происходят коррекция и регуляция функций в соответствии с потребностями организма. Этот процесс рефлекторной саморегуляции осуществляется по принципу обратной связи. Для центральных отделов рефлекторной дуги, способных изменять ритм раздражений, характерно сравнительно медленное возникновение и протекание в них возбуждения и фазовых колебаний уровня возбудимости. При действии сильных и продолжительных раздражителей нервные центры могут приходить в состояние торможения. Взаимодействие возбуждения и торможения лежит в основе всех механизмов деятельности ЦНС. Множество разнообразных рефлексов ЦНС осуществляет в определённой последовательности соответственно потребностям организма. Координационная деятельность ЦНС обусловлена её структурными (дивергенция и конвергенция нервных путей) и функциональными особенностями. Так, процессы возбуждения могут активировать одни синаптические контакты и пути в ЦНС при одновременном блокировании торможением других синаптических контактов и путей в самых разнообразных комбинациях и пространственно-временны́х соотношениях. Деятельность ЦНС основана на определённой соподчинённости (иерархии) отдельных её структур. В процессе эволюции снижается автономность одних участков ЦНС и возрастает управляющая роль других. Вследствие тесной связи с сенсорными органами центральный отдел (головные ганглии, головной мозг) становится способным интегрировать и координировать активность всей нервной системы, а у млекопитающих является материальным субстратом высшей нервной деятельности.