Wirbelsäulen- und Hirnnerven unterscheiden sich in ihrer Entwicklung, ihrer inneren Struktur und den Wegen zum Gehirn. Spinalnerven wandern von ihren Enden durch Bündel, die zum Rückenmark und dann ins Gehirn führen. Hirnnerven treten direkt aus dem Gehirn aus, um Kopf und Hals zu innervieren.
Zusätzlich zu den verschiedenen Bahnen, denen sie folgen, unterscheiden sich Hirnnerven erheblich in ihrer Organisation. Im Gegensatz zu Spinalnerven bilden sie sich nicht aus dorsalen und ventralen Wurzeln. Hirnnerven können mehr als ein Ganglion haben, einige haben jedoch kein Ganglion. Im Gegensatz zu Spinalnerven, die in regelmäßigen Abständen mit dem Zentralnervensystem verbunden sind, verbinden sich Hirnnerven in einem unregelmäßigen Muster mit dem Gehirn.