В состав нерва входят мякотные и безмякотные нервные волокна.
Было принято считать, что мякотными волокнами являются все чувствительные волокна, двигательные, иннервирующие поперечнополосатую мускулатуру (за исключением сердца) и преганглионарные вегетативные волокна. Безмякотными являются постганглионарные вегетативные волокнистые структуры, иннервирующие гладкую мускулатуру и мускулатуру сердца, железы, сосуды. Разделение по строению нервных волокон на мякотные и безмякотные, по-видимому, неправильно, так как исследования в поляризованном свете и в электронном микроскопе показали, что мякотная оболочка существует во всех нервных волокнах, даже в самых тонких.
Описаны тонкие волоконца диаметром до 1—0,5 ц, осевой цилиндр которых состоит из нейрофибрилл и аксоплазмы и окружен протоплазмой шванновской клетки с прилежащим ядром. В дальнейшем было установлено, что безмякотное волокно состоит из синцития протоплазмы шванновских клеток, образующего сетевидные анастомозы; в синтиций включены группы тонких аксонов, располагающихся в виде «кабелей». Из таких пучков отдельные осевые цилиндры могут переходить по соединительным протоплазматическим мостикам в соседнюю волокнистую структуру, не анастомозируя друг с другом, поэтому не теряя своей индивидуальности. Такие «кабельные» системы аксонов входят в состав смешанных нервов, окружены тонкими оболочками эндоневрия и располагаются среди мякотных волокнистых структур, содержащих по одному аксону.
Распределение волокон и периферическом нерве делят на три типа. Первый тип характеризуется тем, что безмякотные волокна срастаются с основными элементами нерва, идут в нерве на определенном протяжении и покидают его (в глазодвигательном, блоковидном, подглазничном нервах, в мышечных ветвях). Ко второму типу относятся нервы, в которых симпатические по строению нервные волокна смешиваются с мякотными и идут в составе нерва до его конечных разветвлений (верхнечелюстной, язычный нервы). Третий тип объединяет нервы, в которых преобладают безмякотные волокнистые структуры (надглазничный нерв, языкоглоточный).
Б. А. Фаворский, исследуя строение нервных волокон безмякотного типа в грудобрюшном нерве человека и некоторых животных, установил, что они образуют островки в краевых зонах нерва или рассеяны в его толще. Таким образом, в распределении безмякотных волокнистных структур в разных нервах можно отметить некоторое постоянство. На периферии, в железах, в гладкой мускулатуре внутренних органов и в поперечнополосатой мускулатуре сердца безмякотные волокна образуют многочисленные и густые сплетения, состоящие из непрерывных тяжей протоплазмы шванновских клеток с рассеянными в них ядрами и группами тонких осевых цилиндров.
Строение нервных волокон периферических нервов оканчивается разнообразными структурами, называемыми чувствительными и двигательными окончаниями.