La peau est un organe sensoriel et donc avec une innervation dense. Les terminaisons nerveuses sensitives sont de plusieurs types. Il existe des terminaisons dilatées, corpusculaires ou libres. Les terminaisons dilatées sont les terminaisons lancéolées et les disques de Merkel-Ranvier, qui viennent au contact des cellules de Merkel, cellules neuroendocrines de l'épiderme. Les terminaisons corpusculaires sont situées dans les zones les plus sensibles : corpuscules cutanéomuqueux, de Ruffini, de Meissner, de Vater-Pacini ou de Golgi. Les terminaisons libres sont de fines ramifications non myélinisées de fibres myélinisées et se trouvent dans le derme ou l'épiderme, à l'exclusion de la couche cornée. Les fibres neurovégétatives se terminent autour des vaisseaux, des muscles arrecteurs des poils et des glandes sudorales. L'innervation cutanée est tellement dense et fine que l'on a pu décrire des connexions neurocutanées, de cellule à cellule, que l'on peut considérer comme des synapses. Les neuromédiateurs sont des substances chimiques médiant l'information nerveuse. Environ 30 ont été retrouvés dans la peau. Les facteurs de croissance nerveuse interviennent un peu en amont, en contrôlant non seulement la croissance neuronale mais aussi la libération de neuromédiateurs. Le plus connu d'entre eux est le NGF ou « nerve growth factor ». Le système nerveux peut moduler toutes les fonctions de la peau en modifiant les propriétés des cellules après activation par les neuromédiateurs de leurs récepteurs spécifiques, qui sont généralement couplés à la protéine G.