大量的临床资料和实验研究表明，精神因素能够影响疾病的发生、发展与预后。在日常生活中，人们常有切身体会：在精神紧张、过度疲劳、悲伤等条件下，机体的抵抗力降低，容易诱发多种疾病。当病人得知身患绝症时，精神打击会导致疾病急剧恶化，加速死亡。抑郁症、精神分裂症等心因性疾病患者常伴有免疫功能异常。动物实验也证实，精神活动对免疫功能有显著影响：愉快的情绪能增强免疫功能，表现为淋巴细胞对植物血凝素（PHA）等有丝分裂原的增殖反应增强、自然杀伤（NK）细胞活性增强；而恶劣的情绪则抑制免疫功能。
1. 中枢神经系统对免疫功能的影响
实验表明，定位刺激或损毁中枢神经系统的某些部位可改变免疫功能。损毁脑干上部可增强速发和迟发型过敏反应，而损毁脑干尾部则抑制上述反应；损毁脑干中部（特别是脑桥网状结构）可降低由注射佐剂引发的关节炎。关于下丘脑的研究较多：损毁双侧下丘脑前部可抑制脾脏和胸腺功能，使T淋巴细胞对有丝分裂原的增殖反应、NK细胞毒性、抗体产生及致死性过敏反应均受抑制，而垂体切除可消除这些变化。损毁下丘脑其他区域的结果不完全一致，例如损毁下丘脑后部可抑制T、B淋巴细胞活性，但增强同种移植排斥反应。损毁海马或杏仁核对胸腺和脾脏细胞数无影响，但可增强淋巴细胞对有丝分裂原的反应。电刺激背侧中脑导水管周围灰质可抑制外周血NK细胞活性。损毁大脑皮层也可改变免疫功能，且存在不对称性：切除左侧前额叶或顶叶皮层可抑制细胞免疫和体液免疫，切除右侧前额叶或顶叶皮层则增强免疫反应，而切除左侧或右侧枕叶对免疫反应无影响。
2. 外周神经对免疫系统的直接作用
免疫器官的神经支配被视为神经免疫调节的直接通路。形态学研究表明，胸腺、骨髓、脾脏、淋巴结以及消化道淋巴组织均受植物神经支配。在自身免疫性疾病动物模型中，疾病症状加重时交感神经支配减少，化学切除交感神经可使病情恶化。交感神经通常抑制免疫功能，而副交感神经则增强免疫功能。切除单侧交感神经后，同侧颌下淋巴结的空斑形成细胞活性、迟发型超敏反应及移植物抗宿主反应均增强；而切除副交感神经则使空斑形成细胞活性降低。已有研究利用化学药物通过交感神经改变机体免疫状态。目前认为，支配免疫器官的神经末梢含有多种神经递质和神经肽，包括去甲肾上腺素（NA）、血管活性肠肽（VIP）、P物质（SP）、缩胆囊素（CCK）、神经肽Y（NPY）、乙酰胆碱（ACh）及神经紧张素等，表明周围神经与免疫系统之间存在直接联系。