三叉神経核は脳幹にあり、三叉神経の半月神経節から眼神経、上顎神経、下顎神経の3本の神経を発している。
三叉神経は混合神経であり、一般的な体性感覚神経線維と特異的な内臓運動神経線維の両方を含んでいる。 その感覚線維レベル1のニューロンは、側頭骨の岩の先端、三叉神経のくぼみにある三叉神経半月神経節にあり、その末梢隆起は眼経、上顎神経、下顎神経の3つの枝に分かれる。
第1枝は眼神経で、前頭皮、額、上眼瞼、鼻の前半分の皮膚、鼻腔上部の粘膜、前頭洞、角膜、結膜からの感覚を受け、眼窩上裂を通って頭蓋内に入る。
第2枝は上顎神経で、眼と口裂の間の皮膚、上唇、上顎歯と歯肉、硬口蓋と軟口蓋、扁桃窩の前部、鼻腔の粘膜、上顎洞、上咽頭などに分布し、円孔を通って頭蓋に入る。
第三枝は下顎神経で、三叉神経の運動枝と平行に走行している。 感覚線維は耳の側頭部、口裂の下の皮膚、下顎の歯と歯肉、舌の前3分の2、口底の粘膜などに分布し、卵円孔を通って頭蓋に入る。
三叉神経運動線維は大脳橋の三叉神経運動核から発し、大脳橋の外側で大脳から線維を送り出し、卵円孔を通って頭蓋を出て、下顎神経内を走行し、咀嚼筋（側頭筋、咬筋、内翼突筋、外翼突筋）、鼓膜張筋などを支配する。