中枢神经系统重要的皮层下整合调节结构，分布于脑干中央和内侧部，上端起自丘脑板内核，下端移行于颈髓中间质外侧部网状结构，由纵横交错的神经纤维和其间散在分布的神经细胞群组成。
网状结构有保持着多突触联系的特征，上行投射系统接受各种感觉传入冲动，经丘脑非特异性投射系统到达大脑皮质；下行投射系统到达脊髓，对躯体运动、内脏活动及维持觉醒发挥了重要的调节作用。
结构特征
脑干网状结构可分为内侧部和外侧部两个主要区域：
①内侧2/3区域：主要由大型神经元组成，甚至可见巨型神经元。此类神经元发出沿脑干纵轴走行的长轴突，上行可远达间脑，下行可进入脊髓，同时发出众多侧支，与其他网状神经元及脑干核团发生联系，故一般认为该区域为效应区；
②外侧1/3区域：多数为中、小型神经元，其轴突所在节段的内侧和邻近区域形成致密的神经丛，故被称为接受区。
研究者通过动物实验，将网状结构的神经细胞核团根据细胞形态和结构的不同划分为若干网状核群，在人脑中的核团划分尚未形成共识。主要核群包括：
①外侧网状核：位于延髓下橄榄核尾侧部的背外侧，发出纤维参与组成同侧的绳状体。
②腹侧网状核：位于延髓下橄榄核尾侧部的背侧，外侧网状核的内侧。
③旁正中网状核：位于延髓中线下橄榄核中部的背侧，分背侧核、腹侧核和副核3部分，发出的纤维进入小脑。
④巨细胞网状核：位于延髓下橄榄上半的背内侧，是腹侧网状核的上延发出的网状脊髓束。
⑤小细胞网状核：位于延髓网状结构的背外侧，三叉神经脊束核的内侧，前庭区的腹侧，有二级感觉纤维的侧支终于此。
⑥脑桥尾侧网状核：位于脑桥下部，是巨细胞网状核的上延，向上可至三叉神经运动核水平。
⑦脑桥嘴侧网状核：位于脑桥上部，是脑桥尾侧网状核的延续，向上延至中脑。一部分大细胞轴突参与组成不交叉的网状脊髓束；另一部分大细胞的轴突沿中央被盖束上升，终于丘脑板内核群。
⑧脑桥被盖网状核：位于脑桥被盖的腹侧，内侧丘系的背侧，由中型多极细胞组成，发出纤维投射到小脑蚓部和小脑半球。又称翼状核。
⑨脚桥核：位于中脑下丘的腹侧。
⑩楔状核和楔状底核：位于脚桥核和顶盖之间，楔状核位于背侧，楔状底核位于腹侧。
网状结构神经纤维纵横交错，与大脑、小脑、脊髓等均有密切纤维联系，主要的传出纤维包括：
①网状脊髓束：起自网状结构内侧2/3区域的神经元，包括延髓的巨细胞网状核、腹侧网状核和脑桥嘴侧、尾侧网状核，纤维下行于脊髓前索、外侧索。来自脑桥的纤维不交叉，走在同侧前索的内侧部，起自延髓的纤维双侧下行，走在外侧索的前部。网状脊髓束止于脊髓灰质全长的Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ层。
②上行网状纤维：起自延桥网状结构内侧2/3（包括巨细胞网状核、腹侧网状核和脑桥尾侧网状核）和中脑红核周围的网状结构细胞。主要沿同侧被盖中央束上行，长纤维上行止于丘脑的非特异性核团（如板内核的中央中核）和底丘脑等；短纤维联系网状结构内的各部。由板内核发出至新纹状体的纤维侧支可辐射至大脑皮质广泛区域。来自中脑被盖背核等网状结构的纤维，经背侧纵束、乳头脚和前脑内侧束上行，止于下丘脑、视前区、隔核和纹状体，联络网状结构与边缘系统。
③网状小脑纤维：起自外侧网状核、旁正中网状核和脑桥被盖网状核，分别投射到小脑半球、绒球小结叶和小脑蚓部。
④还有实验发现网状结构发出纤维至脑神经的感觉核和运动核。
网状结构主要的传入纤维包括：
①皮质网状纤维：起自额、顶、枕、颞叶皮质广泛区域，主要为第一躯体运动区（即中央前区）和第一躯体感觉区。纤维随皮质脊髓束双侧下行，止于巨细胞网状核和脑桥嘴侧、尾侧网状核。起自嗅皮质的纤维经丘脑髓纹、缰脚间束，终于中脑网状结构。
②脊髓网状纤维：一部分起自颈、胸、腰、骶髓灰质的广泛地区，纤维经前外侧索上行；另一部分是脊髓丘脑束和脊髓小脑束的旁支，止于延髓的腹侧网状核、巨细胞网状核和脑桥嘴侧、尾侧网状核，与皮质网状纤维的终止区和网状传出纤维的起始区重叠。
③小脑网状纤维：小脑中央核发出投射纤维至网状结构；起自顶核的纤维经钩束终于旁正中网状核和外侧网状核；始自齿状核的纤维经结合臂终于脑桥被盖网状核。④来自蜗、前庭、三叉、迷走、孤束核等的二级感觉纤维途经脑干时发出旁支到网状结构，视觉冲动经顶盖网状纤维进入网状结构。
⑤来自间脑、纹状体的纤维，止于中脑等处的网状结构。
主要机能
1.调节躯体运动
脑干网状结构可调节肌张力。网状结构中巨细胞网状核及腹侧网状核可发挥抑制肌紧张及运动的作用，称为抑制区。另有易化区可发出冲动至脊髓前角细胞，增强脊髓牵张反射，增高肌张力，此区域包括延髓上段、脑桥和中脑被盖的网状结构，以及下丘脑、底丘脑核和板内核。抑制区与易化区的作用相对平衡，以维持正常的肌张力，病变时则出现肌张力亢进或减弱。
2.调节内脏活动
延髓网状结构中有许多基本生命活动的中枢：血管运动中枢、呼吸中枢、与消化有关的调节中枢、吞咽中枢等。可引起最大吸气反应的巨细胞网状结构，与可产生呼气反应的小细胞网状核之间密切联系，交互抑制，形成自动的呼吸节律。延髓上段网状结构背外侧兴奋可使心跳加速、血管收缩、血压升高，其背内侧部兴奋可使心跳减慢、血管舒张、血压下降。此外，延髓背外侧接受迷走神经、极后区及前庭神经的纤维，与壳核、脑桥泌涎核、延髓泌涎核、延髓呼吸中枢及脊髓运动神经元等密切联系，协调完成呕吐动作。
3.调节觉醒与睡眠
各种感觉纤维束发出旁支进入网状结构，神经冲动再经脑桥上段的上行网状激活系统和脑桥下段的上行网状抑制系统到达大脑皮质，从而调节睡眠和觉醒的周期。
4.注意力
脑桥蓝斑核内具有丰富的去甲肾上腺素能神经元，接受感觉纤维的侧支，向大脑、丘脑、海马、小脑、脊髓等广泛区域投射，认为此部位与选择性注意机制有关。