Nugaros smegenys yra cilindro formos nervinių skaidulų pluoštas, sujungtas su smegenys prie smegenų kamienas. Nugaros smegenys eina žemyn nuo apsauginio stuburo centro, einančio nuo kaklo iki apatinės nugaros dalies. Smegenys ir nugaros smegenys yra pagrindiniai Centrinė nervų sistema (CNS). CNS yra nervų sistemos apdorojimo centras, gaunantis informaciją iš ir siunčiantis informaciją į periferinė nervų sistema. Periferinės nervų sistemos ląstelės jungia įvairius kūno organus ir struktūras į CNS per kaukolinius ir stuburo nervus. Nugaros smegenų nervai perduoda smegenų informaciją iš kūno organų ir išorinių dirgiklių bei siunčia informaciją iš smegenų į kitas kūno vietas.
Nugaros smegenys sudarytos iš nervinis audinys. Nugaros smegenų vidų sudaro neuronai, nervų sistemą palaikančios ląstelės, vadinamos gliair kraujagyslės. Neuronai yra pagrindinis nervų audinio vienetas. Juos sudaro ląstelės kūnas ir iš ląstelės kūno einančios projekcijos, galinčios vesti ir perduoti nervinius signalus. Šios iškyšos yra aksonai (nešantys signalus iš ląstelės kūno) ir dendritai (pernešantys signalus į ląstelės kūną).
Neuronai ir jų dendritai yra viename H formos nugaros smegenų sritis, vadinama pilka medžiaga. Pilkosios medžiagos zona yra regionas, vadinamas baltoji medžiaga. Nugaros smegenų baltosios medžiagos dalyje yra aksonų, padengtų izoliacine medžiaga, vadinama mielinu. Mielinas yra balkšvos spalvos ir leidžia laisvai ir greitai tekėti elektriniams signalams. Aksonai perduoda signalus mažėjančiomis ir kylančiomis traktomis nuo ir link smegenys.
Neuronai yra klasifikuojami kaip motoriniai, sensoriniai arba internetiniai. Motoriniai neuronai perneša informaciją iš Centrinė nervų sistema į organai, liaukos ir raumenys. Jutimo neuronai perduoda informaciją centrinei nervų sistemai iš vidaus organų arba iš išorinių dirgiklių. Interneuronai perduoda signalus tarp motorinių ir jutimo neuronų.
Nusileidžiančius nugaros smegenų takus sudaro motoriniai nervai, kurie siunčia signalus iš smegenų norėdami kontroliuoti savanoriškus ir nevalingus raumenis. Jie taip pat padeda išlaikyti homeostazė padedant reguliuoti tokias autonomines funkcijas kaip širdies ritmas, kraujas slėgis ir vidinė temperatūra. Nugaros smegenų kylančius traktus sudaro jutimo nervai, siunčiantys signalus iš vidaus organų, ir išoriniai signalai iš oda ir galūnės į smegenis. Refleksus ir pasikartojančius judesius kontroliuoja nugaros smegenų neuronų grandinės, kurias stimuliuoja jutiminė informacija be smegenų įvesties.
Susiriša aksonai, jungiantys nugaros smegenis su raumenimis ir likusia kūno dalimi 31 pora stuburo nervų, kiekviena pora su sensorine ir motorine šaknimis, jungiančiomis pilkąją medžiagą. Šie nervai turi praeiti tarp apsauginio stuburo barjero, kad nugaros smegenys būtų sujungtos su likusia kūno dalimi. Nervų vieta nugaros smegenyse lemia jų funkciją.
Nugaros smegenys taip pat yra suskirstytos į segmentus ir pavadintos bei sunumeruotos iš viršaus į apačią. Kiekvienas segmentas žymi, kur iš virkštelės atsiranda stuburo nervai, kad jie prisijungtų prie konkrečių kūno sričių. Nugaros smegenų segmentai tiksliai neatitinka stuburo slankstelių, bet yra maždaug lygiaverčiai.
Smegenų nugaros smegenis saugo netaisyklingos formos stuburo kaulai, vadinami slanksteliais. Stuburo slanksteliai yra ašinės dalys skeletas ir kiekviename iš jų yra anga, kuri tarnauja kaip kanalas, per kurį praeina nugaros smegenys. Tarp sukrautų slankstelių yra pusiau standžių kremzlių diskai, o siaurose vietose tarp jų yra praėjimai, per kuriuos stuburas nervai išėjimas į likusį kūną. Tai yra vietos, kuriose nugaros smegenys yra pažeidžiamos dėl tiesioginių sužalojimų. Slanksteliai gali būti suskirstyti į skyrius ir yra pavadinti ir sunumeruoti iš viršaus į apačią pagal jų vietą išilgai stuburo:
Nugaros smegenų sužalojimo pasekmės skiriasi priklausomai nuo sužalojimo dydžio ir sunkumo. Nugaros smegenų trauma gali nutraukti normalų ryšį su smegenys dėl to gali būti padaryta visiška ar neišsami trauma. Visiškas sužalojimas lemia tai, kad jutimo ir motorinė funkcija yra žemesnė už sužalojimo lygį. Nepilno sužalojimo atveju nugaros smegenų gebėjimas perduoti žinutes į smegenis ar iš jų nėra visiškai prarastas. Dėl tokio sužalojimo asmuo gali išlaikyti motorinę ar jutimo funkciją žemiau sužalojimo.