中枢神经系统像是一部容器巨大的信息加工器，加工的结果可以出现反射活动、产生感觉或记忆。例如动物遇到伤害性的东西，会逃避躲开，这是一种反射动作。在这个反射动作中，伤害性刺激所引起的信息，传入中枢，经过中枢的加工，再经运动神经传出，引起了肌肉的活动。中枢神经系统接受传入信息后，可以传到脑的特定部位，产生感觉，这一点在人类是可以根据主观的经验明确地报告出来的，在动物或许也有同样或类似的“感受”。有些感觉信息传入中枢后，经过学习的过程，还可在中枢神经系统内留下痕迹，成为记忆。

中枢神经系统在完成上述功能活动时，有一个非常重要的特征，即协调与整合。协调指整体作用中的各个作用结合成为和谐运动的过程。整合是指把单独的、部分的活动变成为一个完整的活动过程。在这里，输出不再与输入呈一对一的关系，可以是多个输入，转化成单个输出，或者相反。例如，当左腿屈曲时，右腿为了支持体重一般都是伸直的，而左腿屈肌是收缩的，伸肌却是松弛的。

 这些活动都体现了中枢神经系统的协调与整合作用。如果从有机体与环境之间的相互关系来看，则中枢神经系统的功能可以归纳成两类：主动作用与对抗作用。对抗作用就是对抗外界环境给予机体的刺激，力图维持机体活动的原先状态，在生理学上称稳态性作用。这对保持机体生理状态的相对稳定，对于各种生理正常功能的进行有着重要的意义。各种先天的反射性活动，基本上都是属于这一类，如体温调节反射，食物引起的胃肠活动反射等。另一类作用并非由明显的外界刺激所引起而是由机体主动发动的，称主动作用，这在高等动物尤为明显，如猫向老鼠扑去，如人们随意想发动某个动作等。在这两种活动的基础上还可经过学习，获得新的行为。