盆腔内脏受交感神经、副交感神经和躯体神经共同支配。交感神经由胸 ₁₁到腰 ₂神经结发出，分别绕过肠系膜下动脉根部，在腹主动脉前形成上腹下神经丛，在腹主动脉分叉处形成左、右腹下神经（射精神经），沿骨盆壁相连成袢并发出分支；副交感神经纤维来自骶髓 _2～4段，构成盆内脏神经（勃起神经），勃起神经和腹下神经及交感神经节发出的节后纤维共同构成下腹下丛（盆神经丛），盆神经丛位于腹膜返折下直肠两侧，呈菱形和三角形的网状神经板；它再发出直肠支、膀胱支、子宫支及前列腺支等。膀胱支控制膀胱肌的收缩和舒张，子宫支及前列腺支则支配女性与男性的性器官功能。盆神经丛一部分与直肠中动静脉、淋巴管及结缔组织构成侧韧带。腹下神经损伤引起贮尿和射精障碍，骨盆内脏神经损伤则引起排尿和勃起障碍，直肠癌手术中保留自主神经即指保留上述交感与副交感神经。