Balığın merkezi sinir sistemi beyin ve omurilikten oluşur. Beyin, balığın kafasında bulunur ve duyusal bilgilerin işlenmesinden, balığın hareketlerinin kontrol edilmesinden ve balığın iç organlarının düzenlenmesinden sorumludur. Omurilik, balığın beyninden kuyruğuna kadar uzanan uzun, ince bir sinir demetidir. Omurilik, beyin ile balığın vücudunun geri kalanı arasındaki mesajları taşır.
Bir balığın periferik sinir sistemi, merkezi sinir sistemini balığın vücudunun geri kalanına bağlayan tüm sinirlerden oluşur. Periferik sinir sistemi, duyusal bilgilerin beyne gönderilmesinden ve balığın kaslarının kontrolünden sorumludur.
Balıkların sinir sistemi, balıkların çevreleriyle etkileşime girmesini ve habitatlarında hayatta kalmasını sağlayan karmaşık bir sistemdir.