心血管中枢是指与心血管反射有关的神经元集中的部位。这些神经元广泛地分布在中枢神经系统自脊髓至大脑皮层各级水平，它们之间以及与控制机体其它机能的各种神经元之间可发生不同的整合，使心血管活动和机体其它机能活动相协调。
延髓心血管中枢
延髓中与心血管活动有关的神经元是心血管中枢的基本部位。故认为延髓是心血管活动的基本中枢所在地。这一概念是基于以下动物实验的结果：在延髓上缘切断脑干后，动脉血压无明显变化，刺激坐骨神经引起的升压反射也仍存在，但如切断延髓与脊髓的联系，则动脉血压立即下降至5.32kPa。说明延髓中存在着调节血压的基本中枢。关于延髓心血管中枢的定位问题，实验研究表明，如果将延髓背侧部分损毁，保留延髓腹侧部分及其与脊髓间的联系，血压仍可维持在正常的范围内。因之推测，延髓的心血管中枢的基本部位在延髓腹侧部。进一步研究，认为延髓中的心血管中枢位于延髓的腹外侧浅表部。此部位的神经元发出的轴突在脊髓中下行，支配脊髓灰质外侧柱中的交感节前神经元的活动。在机体处于安静状态时，延髓心血管中枢的节律性兴奋通过心交感神经和交感缩血管神经传至心血管，表现为心血管交感神经发生每秒1～2次持续放电活动。至于心血管中枢神经元活动时释放的递质尚不太清楚，有人认为是P物质，也有人认为是肾上腺素。
心迷走神经的胞体在延髓中的部位已如前文所述位于迷走神经背核和疑核区域，在机体处于安静状态时，心迷走紧张表现为心迷走神经纤维在每个心动周期中大约1次的放电活动。
延髓以上的心血管中枢
在延髓以上的脑干、下丘脑、小脑和大脑中都存在与心血管活动有关的神经元。其中下丘脑是一个十分重要的整合部位。动物实验可以看到，电刺激下丘脑的防御反应区，可引起警觉状态，表现为骨骼肌紧张加强，准备进攻的姿势等行为，同时出现一系列心血管的活动如心率加快，心搏加强，骨骼肌血管舒张、皮肤和内脏血管收缩、血压稍有升高等反应，以与当时机体的状态相适应。
大脑特别是边缘系统，以及小脑，都参与调节下丘脑、延髓等心血管神经元活动。它们能进一步使心血管活动与机体各种行为的改变相协调。例如，大脑新皮层的运动区兴奋时，除引起骨骼肌收缩外，还能引起骨骼肌的血管舒张。刺激小脑的一些部位也能引起心血管活动的反应。
正常情况下，在传入冲动和局部化学物质的影响下，心血管中枢维持一定的紧张性活动。这些活动通过心交感神经，交感缩血管神经和心迷走神经作用于心脏和血管，它们分别称为心交感紧张，交感缩血管紧张及心迷走紧张。心迷走紧张与心交感紧张之间有相互制约的作用。当迷走紧张增加时，心交感紧张就相应减弱。反之，心迷走紧张减弱，则心交感紧张加强。正常成年人，心迷走紧张占优势，故心率不太快，在运动或情绪变化时，心交感紧张显著加强，占主导地位，心率显著加快。