人作为一个整体，主要由神经系统对人体全身各器官的活动，包括生理、心理进行统一的控制和协调。神经系统分中枢神经和周围神经两大部分，中枢神经是全身的指挥中心，处于主导地位，由大脑、脑干、小脑和脊髓组成，从中枢神经的脑和脊髓发出的脑神经、脊神经，以及自主神经统称为周围神经。在神经和神经体液的共同协调下，产生了对人体各器官组织的相互作用，维持着正常的生命特征，包括新陈代谢、生殖、血液循环、呼吸、随意运动等。当人体运动时，人体内部的血液流动就加快，呼吸也变得深而急促。同时，人体的外部因素，如气候、场地、比赛同伴（或对手）等，都会对机体产生影响。人体正常发育的神经系统，会对人体各种复杂因素所引起的变化，作出迅速而正确的应答性反应。
大脑是高级神经中枢的部位，由无数脑细胞组成，随着脑组织的发育，神经细胞的数量和长度也在不断地增加，当神经细胞发育不成熟时，神经细胞的兴奋和抑制过程较易扩散、泛化，外观表现出好动、易疲劳、注意力不易集中、情绪不稳定，这也是小学低年级学生的心理特征。但也应该认识到，这一时期学生的大脑，存在着各种非常活跃的与学习、记忆有关的物质代谢。因此，可以认为这是学生一生当中智力发展的重要时期，是智力开发的最佳阶段。处于小学高年级的学生，大脑的发育日趋成熟，表现在做各种日常的运动时，较为协调和准确，大脑的抑制能力大大加强。同时，对自我的欲望和情绪等能进行克制、分析，综合能力进一步加强，学习的自觉性也大大提高。处于小学与初中之间的学生大脑，内部的结构和功能发展得更为复杂。此时，是学生发展推理、想象、综合、归纳等思维过程的敏感期，也逐步表现为这些思维活动更有意识。
在保证必要营养条件下，学生时期合理的生活起居习惯和适当的日常性身体运动，是促进学生神经系统健康发育的最重要因素。作为大脑皮质，年龄越小，越易兴奋，但也越易疲劳，通过睡眠，会使神经系统处于一种抑制状态，使神经细胞功能得到充分恢复，使消耗物质及时得到补充，并储存能量。当苏醒时，也为新的学习和工作作好了充分准备。所以，特别是小学生要做到合理地用脑，劳逸结合，提高大脑的工作使用效率。为此，要很好地安排生活节奏，保证充分休息和睡眠时间，每天应有9～10小时的睡眠时间，是这个年龄段神经系统生长发育以及思维活动的生理性需要。如果违反这一人体正常发育规律，会使学生的精神高度紧张，用脑效率大大下降。随之会造成学生记忆力衰退，注意力分散，严重的还会使学生脆弱的神经产生衰弱等现象，这样学习成绩的下滑也成必然。
通过必要的体育锻炼，使学生保持情绪稳定、精力充沛、充满活力，对脑神经系统的正常发育和大脑工作效率提高，是非常重要的。首先，会使大脑得到充足的血液供应。在运动时，由于人体全身肌肉不同程度地参与了工作，血液循环明显加快，使人体大脑的血流量也随之增加，因此，使大脑得到了更多的营养。同时，也应该看到，由于人体血管内血流量的加大，有利于清除易沉积于血管壁而导致动脉硬化的胆固醇、低密度脂蛋白的含量，对预防脑血管硬化非常有利。其次，使大脑皮层处于相对合理的抑制状态。处于学生阶段，脑力劳动十分紧张，相对大脑皮层的一些负责人体运动的脑细胞处于抑制状态，而学生进行适当的运动时，相对大脑皮层负责学习的脑细胞处于抑制状态，这种兴奋和抑制过程的交替，有助于大脑细胞的功能得到有效发挥。
