直腸的神經(jīng)受植物神經(jīng)支配（交感和副交感神經(jīng)），肛管區(qū)主要受脊神經(jīng)支配。交感神經(jīng)來自T11-12、L1-3，在形成上腹下叢后，分成二支腹下神經(jīng)沿髂內(nèi)血管下行，在盆腔形成盆神經(jīng)叢，另一部分來自腰交感干的延續(xù)，于髂血管后方匯入盆神經(jīng)叢。副交感神經(jīng)發(fā)自S2-4構成盆內(nèi)臟神經(jīng)，一并參與盆神經(jīng)叢的組成。盆叢發(fā)出的纖維與髂內(nèi)血管伴行分布至盆腔內(nèi)諸臟器。在直腸手術中主要需要注意的是：在腫瘤未侵犯的情況下保留腹下神經(jīng)，此神經(jīng)是淺面間隙，是直腸手術最重要的層面判別標志；側方分離直腸時在盡量切除腫瘤的前提下，不宜過分貼近盆側壁，側韌帶處切除是根治和保留神經(jīng)的關鍵點。直腸的神經(jīng)為內(nèi)臟神經(jīng)分布，交感神經(jīng)發(fā)自腸系膜下叢和盆叢；副交感神經(jīng)發(fā)自盆內(nèi)臟神經(jīng)，經(jīng)盆叢、直腸下叢沿直腸側韌帶分布于直腸。與排便反射有關醫(yī)學教.育網(wǎng)搜集整理的傳入纖維，也由盆內(nèi)臟神經(jīng)傳入。

　　直腸系膜過去認為直腸沒有系膜，特別是中下段直腸。但20世紀90年代，英國醫(yī)學教育|網(wǎng)搜集整理學者提出直腸系膜的概念：直腸系膜是指包繞直腸后方的半月形的潛在系膜結構，其由直乙結腸系膜向下延伸而來，其后方是骶前間隙，向下直至提肛肌水平。