眼球及眶内结构的神经支配较为复杂，视神经传递视觉冲动；眼球外肌由Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ脑神经支配，眼球及眶内结构的一般感觉由Ⅴ脑神经第一支眼神结支配，此外尚有副交感神经和交感神经支配平滑肌及腺体。
（一）视神经optic nerve，为第2对脑神经，它与一般神经不同，实为第3级神经元的轴突构成。视网膜的三层细胞均为神经细胞，在胚胎发生上它们由前脑泡两侧突出的视杯演化而来，第一级神经元为视锥和视杆细胞；第二级为双极神经元；第三级为视神经节细胞。视神经节细胞的轴突向视神经盘聚集，再穿眼球壁后行，经视神经管入颅中窝，续于视交叉。视神经外面也与脑组织一样包有与三层脑膜相延续的膜，蛛网膜下腔也延续到视神经周围，故颅内压增高时，视神经盘可出现水肿。
（二）动眼神经oculomotor nerve内含有躯体运动和内脏运动两种纤维，均起自中脑，经脚间窝出脑，行于海绵窦外侧壁上部，自眶上裂入眶分为上、下两支。上支细小，支配上直肌和上睑提肌；下支粗大，支配下直肌、内直肌和下斜肌。支配下斜肌的支分出一个小支，叫睫状神经节短根，由内脏运动纤维（副交感纤维）组成，在睫状神经节内交换神经元，节后纤维经睫状短神经，支配睫状肌和瞳孔括约肌，参与完成调视反射和瞳孔对光反射。
（三）滑车神经thochlear nerve含躯体运动纤维，起于中脑，在下丘下方出脑，绕大脑脚前行，穿经海绵窦外侧壁，经眶上裂入眶，向前内行越过上直肌和上睑提肌，从上面进入并支配上斜肌。
（四）展神经abducent nerve含躯体运动纤维，起于脑桥，从延髓脑桥交界处出脑，前行至颞骨尖端入于海绵窦，位于颈内动脉的外侧，经眶上裂入眶，从内侧进入并支配外直肌。
(五）眼神经ophthalmicnerve是三叉神经第一支，为一般躯体感觉神经，自三叉神经半月节发出后，穿入海绵窦外侧壁，在动眼和滑车神经下方经眶上裂入眶，分支分布于硬脑膜、眼眶、眼球、泪腺、结膜和部分鼻腔粘膜以及额顶部、上睑和鼻背的皮肤。
（1）泪腺神经lacrimal nerve 较细小，沿眶外侧壁、外直肌上缘至泪腺。另外有来自面神经的副交感纤维，经翼腭神经节交换神经元后，节后纤维经颧神经交通支加入泪腺神经，支配泪腺分泌。
（2）额神经frontalnerve最粗，在上睑提肌前上方前行，在眶中部分为二支，较大的外侧支为眶上神经supraorbital nerve，经眶上切迹（孔）分布于额部皮肤；较小的内侧支为滑车上神经supratrochlear nerve分布于上睑、鼻背和额部皮肤。
（3）鼻睫状神经nasociliarynerve在上直肌和视神经之间前行，达于眶内侧壁，分出睫状节长根（感觉根）和2-3支睫状长神经，分布于眼球、眼睑、泪囊、鼻腔前部的粘膜和鼻下部的皮肤。
（六）交感神经纤维交感神经的节前纤维来自颈8和胸1节段脊髓，经颈交感干至颈上节，交换神经元后发出的节后纤维经颈内动脉丛，至睫状神经节（穿过），经睫状短神经入眼球，支配瞳孔开大肌和眼球内血管。另外交感神经纤维还支配睑板肌。
