机体的随意运动只有在神经系统对骨骼肌的支配保持完整的条件下才能发生，而且必须受大脑皮层的控制。大脑皮层控制躯体运动的部位称为皮层运动区。
大脑皮层运动区
用电刺激方法观察到，大脑皮层的某些区域与躯体运动有密切的关系；刺激这些区域能引起对侧一定部位肌肉的收缩。这些区域称为运动区，主要位于中央前回（见图11-13）。运动区也有一些与大脑皮层体表感觉区相似的特点：①对躯体运动的调节是交叉性的，但对头面部的支配主要是双侧性的。②有精细的功能定位，其安排大体呈身体的倒影，而头面代表区内部的安排是正立的。③运动愈精细复杂的躯体的代表区也愈大，例如手和五指的代表区很大，几乎与整个下肢所占的区域同等大小。④刺激所得的肌肉运动反应单纯，主要为少数个别肌肉的收缩。此外，在猴与人的大脑皮层，用电刺激法还可以找到运动辅助区；该区在皮层内侧面（两半球纵裂的侧壁）下肢运动代表区的前面，刺激该区可引起肢体运动和发声，反应一般为双侧性。
大脑皮层运动区对躯体运动的调节，是通过锥体系和锥体外系下传而实现的。
锥体系及其功能
锥体系一般是指由大脑皮层发出经延髓锥体而后下达脊髓的传导系（即锥体束，或称皮层脊髓束）；然而由皮层发出抵达脑神经运动核的纤维（皮层延髓束），虽不通过延髓锥体，也应包括在锥体系的概念之中。因为，后者与前者在功能上是相似的，两者都是由皮层运动神经元（上运动神经元）下传抵达支配肌肉的下运动神经元（脊髓前角运动神经元和脑神经核运动神经元）的最直接通路。
以前认为锥体束下传的纤维均直接与下运动神经元发生突触联系，但现在知道有80％～90％的上、下运动神经元之间还间隔有一个以上中间神经元的接替，仅有10％～20％上、下运动神经元之间的联系是直接的、单突触性的。电生理研究指出，这种单突触直接联系在前肢运动神经元比后肢运动神经元多，而且肢体远端肌肉的运动神经元又比近端肌肉的运动神经元多。由此可见，运动愈精细的肌肉，大脑皮层对其运动神经元的支配具有愈多的单突触直接联系。
锥体系的大脑皮层起源比较广泛，中央前回运动区是锥体系的主要起源，但中央后回以及其他区域也是锥体系的起源部位。中央前回运动区的第五层大锥体细胞发出的纤维组成锥体束中直径较为粗大的有髓鞘纤维，第三至六层的小细胞也发出纤维进入锥体束；中央后回等区域也发出纤维参与锥体束的组成，但运动辅助区的下行纤维不进入锥体束。
锥体外系
锥体外系是一个复杂的概念。在解剖学中，锥体外系是指不通过锥体系的、调节肌肉运动的系统，因此把基底神经节和小脑等对肌肉运动的调节系统都归属于锥体外系。但在临床上，锥体外系仅指皮层下某些核团（尾核、壳核、苍白球、黑质、红核等）对脊髓运动神经元的调节系统，它们的下行通径在延髓锥体之外。所以，临床上的锥体外系概念比较窄，而且似与大脑皮层无关。但是，现在知道这些核团不仅接受大脑皮层下行纤维的联系，同时还经过丘脑对大脑皮层有上行纤维的联系。因此，目前把由大脑皮层下行并通过皮层下核团（主要指基底神经节）换元接替，转而控制脊髓运动神经元的传导系统，称为皮层起源的锥体外系。
皮层起源的锥体外系是大脑皮层控制躯体运动的另一下行传导通路。锥体外系的皮层起源比较广泛，但主要来源是额叶和顶叶的感觉运动区和运动辅助区。因此，皮层锥体系和锥体外系的起源是相互重迭的。锥体外系对脊髓运动神经元的控制常是双侧性的，其机能主要与调节肌紧张、肌群的协调性运动有关。