Les nerfs spinaux et crâniens diffèrent par leur développement, leur structure interne et les chemins empruntés chacun vers le cerveau. Les nerfs spinaux voyagent de leurs terminaisons à travers des faisceaux qui vont jusqu'à la moelle épinière, puis dans le cerveau. Les nerfs crâniens émergent directement du cerveau pour innerver la tête et le cou.
En plus des différentes voies qu'ils suivent, les nerfs crâniens varient considérablement dans leur organisation. Contrairement aux nerfs spinaux, ils ne se forment pas à partir des racines dorsales et ventrales. Les nerfs crâniens peuvent avoir plus d'un ganglion, bien que certains n'en possèdent pas. Contrairement aux nerfs spinaux, qui s'attachent au système nerveux central à intervalles réguliers, les nerfs crâniens se connectent au cerveau de manière irrégulière.