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內在神經叢是腸神經系統，外在神經是來自中樞神經系統的交感神經和副交感神經。 腸神經系統可以獨立地控制消化活動、胃腸運動、分泌、血流量以及水、電解質的轉運，因此有時被稱為“第二大腦”。 副交感神經的作用通常會促進消化，而交感神經興奮一般會抑制胃腸運動和分泌，從而抑制消化。
食管等部分最外層是外膜，是厚實的纖維結締組織可以起到固定支持作用。而在胃、大腸、小腸等部分的最外層被稱為漿膜，它是腹膜的延伸，是一種光滑的漿液膜，可以減少消化道和周圍組織的摩擦。 其次是固有肌層，是一層平滑肌組織，會自動收縮，不需要我們用意識讓它蠕動。如果我們更仔細地觀察這一肌肉層，它實際上是由內層的環形肌肉層和外層的縱向肌層組成的，這些肌肉排列成圓形環狀，收縮并擠壓食物通道后面的部分，從而防止食物向后移動。 外層的縱向肌肉層則沿食物通道的長度排列，放松并伸展，從而將食物向前拉。兩者共同作用，實現了所謂的“蠕動”，這是一種一系列協調的波狀肌肉收縮，有助于將食物團塊向同一方向擠壓，胃最內層為斜肌層。 在食管等特定部位，環形層會變厚，形成括約肌，可以阻止食物從胃腸道一部分流向另一部分。 
接下來是黏膜下層，它是一層致密的組織，含有血管、淋巴管和神經。
最后是腸道內壁的黏膜層，它分泌黏液和消化酶，因為這是與食物直接接觸的層。
腸神經系統位于整個胃腸道壁內，由兩個不同的神經叢組成，分別是位于黏膜下層的黏膜下神經叢，其主要調節腺細胞和上皮細胞的功能。還有肌間神經叢，位于環行肌和縱行肌之間，主要支配平滑肌的活動。每個神經叢都是神經元形成的網狀結構，分布在整個消化道中。這種網狀結構由神經節組成，每個神經節都有多個連接其他神經節的中間神經元。 一些中間神經元甚至從黏膜下神經叢延伸到肌間神經叢，連接兩個神經叢的神經節！你可以把神經節想象成由高速公路連接的密集城市。 
現在，當我們吃漢堡時，它會被咀嚼并進入消化道。隨著它在消化道中移動，食物會膨脹消化道的壁，刺激肌肉外膜和黏膜的機械感受器。食物還會增加消化道中蛋白質、脂肪和糖的水平，刺激黏膜中的化學感受器。 機械感受器和化學感受器會通過軸突將傳入信息發送到黏膜下神經叢的神經節。信息隨后通過中間神經元在神經叢中從神經節傳遞到神經節。黏膜下神經節然后通過傳出纖維發送信號，刺激各種腺體和腸內分泌細胞，有助于消化和吸收。這些神經節還會導致血管舒張，從而增加胃腸道的血流量。腸肌叢的神經節負責胃的運動，它們通過傳出纖維向環形層和縱行層內的平滑肌發送信號，這會導致蠕動收縮的數量和強度增加。由于傳入和傳出成分均由腸神經系統介導，所以這被稱為“短反射”。 
中樞神經系統也可以通過交感神經系統和副交感神經系統接收來自胃腸道的傳入信息并向其發送傳出信息，這被稱為長反射。當身體處于“休息和消化”模式時，副交感神經系統處于活躍狀態，并增強消化功能。當身體處于“戰斗或逃跑”模式時，交感神經系統處于活躍狀態，會抑制消化功能。 當身體處于“戰斗或逃跑”模式時，交感神經系統處于活躍狀態，并抑制消化。 
在副交感反射中，迷走神經攜帶來自食管上部到橫結腸前1/3的傳入感覺信息，并將該信息發送到腦干，在那里進行處理。
來自胃腸道其余2/3部分（從結腸下部到直腸）的傳入感覺信息通過盆神經傳遞到脊髓。
副交感傳出刺激沿迷走神經和盆神經向胃腸道相應區域傳播。前副交感神經纖維在腸肌叢和黏膜下神經叢內的副交感神經節處發生突觸，并分泌乙酰膽堿以刺激神經節。這些神經節發出的后根纖維會分泌乙酰膽堿或神經肽類物質，如P物質或血管活性腸肽，以刺激平滑肌、腺體和腸內分泌細胞。
在交感神經系統中，傳入纖維將來自化學感受器和機械感受器的信號傳遞到四個交感神經節中的一個，即腹腔神經節、腸系膜上神經節、腸系膜下神經節或腹下神經節。這些神經節然后將傳入纖維沿腹腔神經叢的內臟大神經、內臟小神經和腰內臟神經分支傳遞到脊髓，在那里處理信息。
副交感神經節前纖維離開脊髓，與一個交感神經節突觸，在那里它們釋放乙酰膽堿。這些神經節向平滑肌、腺體和腸內分泌細胞發送傳出纖維，就像在副交感神經系統中一樣，但它們釋放去甲腎上腺素，抑制目標組織。 
現在讓我們看看胃腸道平滑肌的收縮，人體共有兩種類型的肌肉收縮：首先緊張性收縮是持續的，而節律性收縮是平滑肌收縮和舒張的波浪式運動，這會導致蠕動。腸肌叢中的卡哈爾氏間質細胞（簡稱卡哈爾細胞）在平滑肌中起著類似心臟起搏細胞的作用。卡哈爾細胞會自發地產生細胞膜的規律性去極化和復極化，稱為慢波電位，這不受神經或內分泌系統的外部刺激的影響。卡哈爾細胞的去極化是由細胞膜上的慢鈉通道的開放引起的，導致鈉離子的流入，而復極化是由鉀通道的開放引起的，允許鉀離子的流出。
卡賈爾細胞通過縫隙連接與平滑肌細胞相連，這使得慢波電位能夠在平滑肌中傳播，觸發電壓門控鈣離子通道打開，引發平滑肌細胞去極化。慢波電位通常會引起相對較弱的去極化，達不到引起蠕動性收縮所需的閾值電位。然而，它們足以引起較弱的緊張性收縮，維持胃腸道的張力。來自外周神經系統的動作電位也會通過打開不同的電壓門控鈣離子通道引起平滑肌細胞的去極化。當這些外周觸發的去極化與慢波去極化相結合時，就達到了觸發蠕動性收縮所需的閾值電位。因此，基本上，來自內臟神經系統的慢波電位引起緊張性收縮，而慢波電位加上來自外周神經系統的動作電位引起蠕動性收縮。 疊加在每個慢波頂部的動作電位的數量與收縮的強度相關。這意味著胃腸道的外周神經支配可以改變每次收縮的強度，但收縮的頻率是由慢波的頻率決定的。胃腸道的不同部位有其獨特的慢波頻率。例如，胃的頻率最低，約為每分鐘3次慢波，而十二指腸的頻率最高，為每分鐘12次慢波。
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