Thần kinh lang thang cho các sợi phó giao cảm vận động cho tất cả các nội tạng (trừ tuyến thượng thận), từ cổ xuống đến đoạn thứ hai của đại tràng ngang.Thần kinh lang thang cũng chi phối một số cơ xương, bao gồm:

• Cơ nhẫn giáp
• Cơ nâng màn hầu trong
• Cơ vòi hầu
• Cơ khẩu cái-lưỡi
• Cơ khẩu cái-hầu
• Cơ khít hầu trên, giữa và dưới
• Các cơ của thanh quản (nói).

Thần kinh lang thang còn chi phối nhịp tim, nhu động đường tiêu hóa, đổ mồ hôi và nhiều cử động cơ trong miệng, chẳng hạn như hoạt động nói (nhờ dây thần kinh thanh quản quặt ngược). Nó cũng có một số sợi hướng tâm chi phối phần bên trong (ống tai) của tai ngoài (thông qua nhánh tai, hay thần kinh của Arnold hoặc Alderman) và chi phối một phần màng não.[4]

Các sợi ly tâm của thần kinh lang thang chi phối hầu họng và sau cổ họng. Đây là nguyên nhân gây ra phản xạ họng. Ngoài ra, kích thích thần kinh lang thang liên quan đến receptor 5-HT3 trong ruột (do viêm dạ dày ruột) là một nguyên nhân gây nôn.[5] Kích thích thần kinh lang thang trong cổ tử cung (ở một số phương pháp y học) có thể dẫn đến phản xạ ngất (reflex syncope).

Thần kinh lang thang đóng một vai trò tạo cảm giác no sau khi ăn.[6] Loại bỏ các thụ thể thần kinh lang thang đã được chứng minh là gây ra chứng ăn nhiều.[7]

Hiệu ứng thể chất và cảm xúc

Kích hoạt quá mức thần kinh lang thang trong tình trạng căng thẳng cảm xúc, hệ phó giao cảm sẽ bù đắp lại phản ứng của hệ thần kinh giao cảm (vốn đang gây căng thẳng), có thể gây ra ngất do co mạch do giảm cung lượng tim (cardiac output) đột ngột, gây ra tình trạng giảm tưới máu não. Phản xạ ngất hay gặp ở trẻ nhỏ và phụ nữ nhiều hơn các nhóm khác, có thể dẫn đến mất kiểm soát bàng quang tạm thời khi gặp tình huống cực kỳ sợ hãi.

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng phụ nữ bị chấn thương tủy sống hoàn toàn có thể đạt cực khoái thông qua thần kinh lang thang, do thần kinh đi từ tử cung và cổ tử cung lên não.[8][9]

Insulin là tín hiệu kích hoạt adenosine triphosphate (ATP) nhạy cảm với kênh kali (KATP) trong nhân cung của hành não, làm giảm lượng AgRP giải phóng. Nhờ tín hiệu trong thần kinh lang thang, chi phối gan giảm sinh glucose bằng cách giảm nồng độ các enzyme gluconeogenic (enzyme tân tạo đường) như: Phosphoenolpyruvate carboxykinase, Glucose 6- phosphatase.[10][11]