一般认为锥体系以外调节肌肉运动的中枢神经，锥体外系主要的功能是协调肌群的运动、调节肌张力维持和调整姿势等。其包括大脑皮层（主要是额叶）、纹状体、红核、黑质、小脑、网状结构和前庭神经核等。锥体外系发自大脑皮层后，它们在下行途中先与纹状体发生联系，然后经过多次换元后才抵达脊髓前角运动神经元。大脑皮层也与小脑皮层之间所形成的大脑、小脑环路，对于调节和影响大脑皮层发动的随意运动十分重要。
锥体外系的主要传导通路有二条：
(1)皮层纹状体通路/由大脑皮层（主要来自额叶和顶叶）发出的纤维到纹状体，由它发出纤维到中脑的红核，黑质等处，黑质发出纤维到脑桥、延髓的网状结构，最后抵达脊髓前角运动神经元。
(2)皮层、脑桥、小脑通路/从各大脑皮层（额叶，颞叶，枕叶）发出的纤维到脑桥核，换元后发出纤维交叉到对侧，经脑桥臂止于小脑皮层，然后由小脑皮层发出纤维经齿状核（小脑深部的核团）、红核下行至脊髓前角运动神经元。
上述两条通路如下：
锥体外系控制脊髓前角运动神经元主要通过两条下行途径：即皮层-/红核-脊髓束和皮层-网状-脊髓束。这些通路都经过多次换元后才抵达脊髓前角运动神经元。
大脑皮层在控制躯体运动的过程中，还得不断从下级中枢接受反馈信息，经常调整其传出冲动，才能使机体具有适宜的肌张力，维持一定的姿势体态，同时使随意运动在力量和方向上达到预期效果。在这些联系中，大脑、小脑环路，纹状体和小脑功能的完善具有重要作用。
小脑的主要功能是维持躯体平衡、调节肌张力及协调运动。小脑半球与大脑皮层有双向性的联系，即小脑一方面接受大脑皮层下行的控制，同时也发出纤维返回到大脑皮层。小脑的传出纤维主要发自齿状核，它们一部分止于红核，经红核脊髓束到达脊髓前角；而大部分纤维止于丘脑，由此发出纤维返回大脑皮层，对大脑皮层发动的随意运动起调节作用。这个大、小脑皮层间的环路在人类最为发达。小脑损伤后的病人，随意动作的力量、方向、速度和范围均不能很好地控制，表现为乏力、乏平衡、乏协调的症状。即四肢乏力，行走摇晃不稳；当病人闭双目、两脚并扰站立时，就无法维持自身的平衡；
协调动作也发生障碍，拮抗肌作轮替动作时，协调障碍明显，这称为意向性协调障碍，也称为小脑性共济失调。
纹状体其功能尚不完全清楚。临床上该系统病理损伤的主要表现分为两大类：一类是具有运动过多而肌紧张的综合征，如舞蹈病和手足搐动症；另一类为具有运动过少而肌紧张过强的综合征，如震颤麻痹（巴金森氏症）。
震颤麻痹的病人，全身肌紧张增高，肌肉强直，随意运动减少，动作缓慢，面部表情呆板，常伴有静止性震颤。这种震颤在静止时出现，情绪激动时加强，进行随意运动时减少，入睡后停止。临床病理研究显示震颤麻痹的病变部位在中脑黑质。