Le système extra-pyramidal est annexé à la voie motrice principale; il aboutit au motoneurone périphérique. Anatomiquement, il est formé des noyaux gris centraux : noyau caudé, putamen, pallidum, corps de Luys, noyau rouge, locus niger qui aboutissent à une série de faisceaux : rubro-spinal, réticulo-spinal, vestibulo-spinal. Ces faisceaux cheminent dans le cordon antérolatéral de la moelle. Le rôle du système extra-pyramidal est la régulation du tonus musculaire et son adaptation à la posture et au mouvement.
Des troubles moteurs dont le mécanisme physio-pathologique est encore obscur, réalisant des mouvements anormaux, peuvent se voir : ce sont les tremblements, les myoclonies et les tics.