У амфібій складаецца з цэнтральнай нервовай сістэмы (галаўнога і спіннога мозга), перыферычных нерваў і сімпатычнай нервовай сістэмы. Галаўны мозг мае 5 аддзелаў: пярэдні мозг, прамежкавы, сярэдні, мазжачок і прадаўгаваты мозг. Самы буйны аддзел - пярэдні мозг, які складаецца з 2 паўшар'яў з поласцямі (жалудачкамі) усярэдзіне. Вялікая колькасць нервовых клетак утварае ў дне жалудачкаў паласатыя целы, а ў даху паўшар'яў - тонкі слой: першасны мазгавы купал (архіпаліум). Архіпаліум узмацняе сувязь з прамежкавым і сярэднім мозгам, у выніку чаго ў кіраванні паводзінамі ўдзельнічаюць і паўшар'і пярэдняга мозга. Прамежкавы мозг толькі злёгку прыкрыты суседнімі аддзеламі. Зверху на ім размешчаны эпіфіз, а знізу гіпофіз, якія выконваюць функцыі залоз унутранай сакрэцыі. Сярэдні мозг невялікі і развіты слабей, чым у рыб. Мазжачок вельмі малы і мае выгляд невялікага валіка. Недаразвіццё мазжачка звязана з прастатой рухаў цела амфібіі. У прадаўгаватым мозгу размешчаны цэнтры важнейшых фізіялагічных функцый - дыхання, сэрцабіцця і інш. Ад галаўнога мозга адыходзіць 10 пар чэрапна-мазгавых нерваў. Спінны мозг злёгку сплюшчаны і мае плечавое і паяснічнае патаўшчэнні, ад якіх адыходзяць магутныя нервовыя спляценні, якія інервуюць і заднія канечнасці. Па баках пазваночнага слупа знаходзяцца 2 нервовыя ствалы сімпатычнай нервовай сістэмы, утвораныя ланцугом нервовых вузлоў, злучаных са спіннамазгавымі нервамі. Адносныя памеры мозга амфібій амаль такія ж, як і ў рыб. У бясхвостых амфібій яго маса складае 0,5-0,73% ад масы цела, а ў хвастатых - 0,29-0,36%. Узровень нервовай дзейнасці ў хвастатых амфібій таксама ніжэйшы, чым у бясхвостых, што звязана не толькі з памерамі мозга, але і таўшчынёй архіпаліума, які ў першых каля 0,2 мм, а ў другіх - 0,6-0,8 мм.
У рэптылій галаўны мозг большы, чым у амфібій. Паўшар'і пярэдняга мозга развіты значна мацней, у асноўным за кошт павелічэння мазгавога купала і паласатых цел. Ужо з'яўляецца кара з шэрага мазгавога рэчыва - зачатак другаснага мазгавога паднябення (неапаліум). Пярэдні мозг разам з карой сярэдняга мозга пачынае выконваць ролю асноўнага асацыятыўнага цэнтра, які вызначае характар паводзін. Прамежкавы мозг зверху прыкрыты паўшар'ямі пярэдняга мозга. Акрамя эпіфіза ад яго даху адыходзіць асобны святлоадчувальны (парыетальны) орган, які мае структуры, аналагічныя вочным, што рэагуюць на хуткае зацямненне як магчымую небяспеку. Мяркуюць, што ён можа служыць рэцэптарам, што рэгіструе сезонныя змяненні светлавога рэжыму. Сярэдні мозг мае больш развітыя зрокавыя долі. Прадаўгаваты мозг утварае ў рэптылій выгін у вертыкальнай плоскасці, характэрны для ўсіх амніётаў. Рэптыліі маюць 11 пар галаўных нерваў. Вегетатыўная (сімпатычная і парасімпатычная нервовыя сістэмы) каардынуе работу вегетатыўных сістэм арганізма. Такім чынам, больш разнастайныя ўмовы наземнага жыцця рэптылій спрыялі эвалюцыйнаму ўскладненню і развіццю нервовай сістэмы.
