La pelle è un organo sensoriale e pertanto ha un'innervazione densa. Le terminazioni nervose sensitive sono di diversi tipi. Esistono delle terminazioni dilatate: sono le terminazioni lanceolate e i dischi di Merkel-Ranvier, che vengono a contatto con le cellule di Merkel, cellule endocrine dell'epidermide. Le terminazioni corpuscolari sono situate nelle zone più sensibili: corpuscoli cutaneomucosi, di Ruffini, di Meissner, di Vater-Pacini o di Golgi. Le terminazioni libere sono delle fini ramificazioni non mielinizzate di fibre mielinizzate e si trovano nel derma o nell'epidermide, a esclusione dello strato corneo. Le fibre neurovegetative terminano intorno a dei vasi, dei muscoli erettori dei peli e delle ghiandole sudoripare. L'innervazione cutanea è talmente densa e fine che si sono potute descrivere delle connessioni neurocutanee, da cellula a cellula, che si possono considerare come delle sinapsi. I neuromediatori sono delle sostanze chimiche che mediano le informazioni nervose. Nella pelle ne sono stati trovati circa 30. I fattori di accrescimento nervoso intervengono un poco a monte e controllano non solo l'accrescimento neuronale, ma anche la liberazione dei neurotrasmettitori. Il più noto è il NGF o «nerve growth factor». Il sistema nervoso può modulare tutte le funzioni della pelle modificando le proprietà delle cellule dopo attivazione da parte dei neuromediatori dei loro recettori specifici, che generalmente sono accoppiati alla proteina G.