На рівнях сегментів спинного мозку замикаються дуги безумовних рефлексів. Наприклад, удар молоточком по сухожиль нижче колінної чашечки викликає роздратування рецепторів сухожилля, далі нервовий імпульс по заднім корінцях надходить до клітин задніх рогів, потім передається на рухові клітини передніх рогів і вже у вигляді рухового імпульсу по передніх корінцях і рухових волокнах направляється до м'яза, викликаючи її скорочення, внаслідок чого виникає розгинання гомілки. Рефлекторна дуга колінного рефлексу проходить через II - IV поперекові сегменти спинного мозку, дуга ахіллового рефлексу-через I-II крижові сегменти. Рефлекс з сухожилля двоголового м'яза руки проходить через V-VI шийні сегменти, рефлекс з сухожилля триголовий м'язи - через VI - VII шийні сегменти. Сегментарно-рефлекторний апарат спинного мозку залежить від низхідних імпульсів, що надходять від кори по пирамидному шляху, підкоркових утворень, формації і мозочка. Цими імпульсами забезпечуються довільні рухи і ступінь збудливості сегментарного апарату спинного мозку.
Крім волокон, що проводять спадні імпульси, в спинному мозку є волокна, що несуть висхідні (чутливі, або аферентні) імпульси. Ці імпульси виникають в результаті подразнення рецепторів шкіри (поверхневі види чутливості - больова, температурна), сухожиль, м'язів і суглобових поверхонь (суглобово-м'язова глибока, або проприоцептивная, чутливість).
Проприоцептивні імпульси йдуть по заднім і бічним канатикаспинного спинного мозку, больові і температурні імпульси- по бічних. Зв'язок периферичних рецепторів з клітинами корковою частини аналізатора здійснюється через триланкову перехресну ланцюг нейронів, причому цей перехрещення для пропріоцептивних провідників відбувається на рівні довгастого мозку, а больових і температурних - на рівні спинного мозку. У задніх рогах починається другий нейрон, по якому передається больова і температурна чутливість. Він і переходить на іншу сторону спинного мозку.
У виконанні будь-якого акту бере участь складна іннерваціонного система спинного мозку. Так, наприклад, для того щоб плавно відбулося згинання руки, згиначі повинні скоротитися, а розгиначі в якійсь мірі розслабитися.