直肠和肛管上部由自主神经及肠神经系统的神经纤维支配（图1.24）。

图1.24肛管直肠区域的神经支配。

外括约肌和提肛肌受躯体神经支配，从骶2、3、4神经分出，加入阴部神经。骶3-骶4发出的分支直接到达耻骨直肠肌。

肛周及肛管末端到齿状线的感觉是通过下方的直肠神经传入神经纤维来传送的。直肠粘膜和近段肛管粘膜缺乏躯体感觉神经支配。