含有躯体运动、内脏运动、内脏感觉、躯体感觉四种纤维。
1.躯体运动纤维：支配咽喉的骨骼肌，可随意运动。
2.内脏运动副交感纤维：为迷走神经的主要成分，分布于胸腔内脏器（如气管、支气管、肺、心脏等）和腹腔内脏器（如肝、胰、脾、肾、肾上腺以及胃至横结肠间的消化管等），调节这些器官的活动。
3.内脏感觉纤维：传导胸、腹腔内脏器的感觉冲动。
4.躯体感觉纤维：传导耳廓、外耳道及胸膜的一般感觉。
迷走神经主干损伤时表现为心率加快、恶心、呕吐、呼吸深慢等，由于咽喉肌瘫痪，可出现声音嘶哑、语言困难、吞咽障碍等。
迷走神经在颈、胸、腹均发出多个分支，支配颈部、胸腔内器官及腹腔内大部分脏器，通过传导器官和脏器的感觉冲动及控制心肌、平滑肌和腺体活动来调节循环、呼吸、消化三个系统。
（一）循环系统：
支配心脏的副交感神经节前纤维行走于迷走神经干中，这些节前神经元的胞体位于延髓的迷走神经背核和疑核。节后纤维支配窦房结、房室交界、心房肌、房室束及其分支，其中右侧迷走神经主要支配窦房结，左侧迷走神经主要支配房室交界区，迷走神经也支配心室肌，但其纤维末梢的数量远较心房肌中少。心迷走神经节后纤维末梢释放的乙酰胆碱（acetylcholine，Ach）作用于心肌细胞膜上的M型胆碱能受体后可引起心率减慢（即负性频率作用）、房室结传导减慢（即负性传导作用）、心房肌收缩力减弱（即负性肌力作用），对心室肌也具有直接抑制作用，但心房肌对Ach的反应较心室更加敏感。此外，迷走神经纤维末梢释放的Ach与血管平滑肌的M型胆碱能受体结合，导致一氧化氮释放，引起血管舒张。主动脉弓压力感受器的传入神经纤维行走于迷走神经干内，进入延髓到达NTS，当动脉血压升高时压力感受器传入冲动增多，通过相关的心血管中枢整合作用，使心迷走紧张、心交感和交感缩血管紧张降低，其效应为心率减慢、心输出量减少、外周血管阻力降低、动脉血压下降，动脉血压升高时反之，从而对动脉血压进行快速调节。主动脉体内化学感受器的感觉信号也经迷走神经传入NTS，在低氧、窒息、失血、动脉血压过低和酸中毒时使心血管活动发生改变。
（二）呼吸系统：
迷走神经支气管支与交感神经共同构成肺丛，发出细支支配支气管、肺。迷走神经末梢释放Ach与气道表面的上皮和分泌细胞M型胆碱能受体结合，引起纤毛摆动频率增加和气道黏液分泌增加，与支气管平滑肌的M型胆碱能受体结合，引起支气管平滑肌痉挛、支气管收缩、气道张力增加。在肺部，迷走神经参与肺扩张反射，当肺扩张时牵拉呼吸道，使呼吸道扩张，刺激牵张感受器，沿迷走神经传入冲动进入延髓，加速吸气过程转换为呼气过程，使呼吸频率增加。此外，主动脉体内化学感受器在动脉血氧分压降低、动脉二氧化碳分压或氢离子浓度升高时受到刺激，感觉信号经迷走神经传入NTS，反射性地引起呼吸加深加快。