心髒具有自動節律性，並不是說心髒就不受大腦和神經的支配了。在日常生活中，當我們遇到緊張或恐懼的事件時，心率會突然加快，麵色會突然變白或變紅，這是因為心髒的活動也受著神經係統支配的緣故。
心髒受自主神經支配，支配心髒的傳出神經為交感神經係統的心交感神經和副交感神經係統的迷走神經。心交感神經的節前神經元為膽堿能神經元，其末梢釋放的乙酰膽堿與節後神經元細胞膜上的N受體結合，引起節後神經元興奮。節後神經元的軸突組成神經叢，支配心髒各部。心交感神經節後神經元為腎上腺素能神經元，心交感神經興奮時，末梢釋放的去甲腎上腺素與心肌細胞膜上的腎上腺素能α受體結合，可導致心率加快、傳導加速和心肌收縮力加強。這些作用分別稱為正性變時作用、正性變傳導作用和正性變力作用。心交感神經對心髒的這些興奮作用可被α受體阻滯劑（如普萘洛爾等藥物）所阻斷。迷走神經的作用與此相反。迷走神經的節前和節後神經元都是膽堿能神經元，當迷走神經興奮時，節後神經元末梢釋放的遞質乙酰膽堿與心肌細胞膜上的M受體結合，可導致心率減慢、房室傳導延遲和心肌收縮力減弱，甚至出現房室傳導阻滯。這些作用即是負性的變時、變傳導和變力作用，可被M受體拮抗劑（如阿托品等藥物）所阻斷。