Парасимпатический центр представлен парасимпатическими ядрами промежуточного серого вещества II-IV крестцовых сегментов спинного мозга. Преганглионарные волокна в составе крестцовых спинномозговых нервов участвуют в образовании крестцового сплетения и, отделившись от него, по тазовым внутренностным нервам следуют к около- и внутриорганным узлам мочевого пузыря, на нейроцитах которого заканчиваются синапсами. От узлов начинаются парасимпатические постганглионарные волокна, которые образуют эффекторные окончания на гладкой мускулатуре мочевого пузыря, вызывая расслабление сфинктера, m. sphincter vesicae, и сокращение мышцы, изгоняющей мочу, m. detrusor urinae, то есть обеспечивают опорожнение мочевого пузыря.
Симпатический центр находится в боковых рогах серого вещества двух верхних поясничных сегментов спинного мозга. Преганглионарные волокна направляются к нижнему брыжеечному узлу. Постганглионарные волокна в составе подчревных нервов нижнего подчревного сплетения, нижнего пузырного сплетения, plexus vesicalis inferior, направляются к органу, вызывая сокращение сфинктера и расслабление m. detrusor urinae, то есть обеспечивают наполнение мочевого пузыря. Однако влияние симпатического отдела на функцию мочевого пузыря незначительно.