三叉神经脊束核是细长的柱状感觉终止核，自脑桥中下部延伸至延髓下部，上端连续三叉神经脑桥核，下端移行于脊髓后角的胶状质，全长位于三叉神经脊束的内侧。此核接收三叉神经及舌咽、迷走神经感觉纤维传导的痛、温觉冲动。由核发出纤维交叉至对侧上升，参与组成三叉丘系，止于丘脑腹后内侧核。并发出侧支止于脑干的运动神经核，完成反射活动。

三叉神经是一混合神经，含有较大的感觉根和较小的运动根。它的感觉纤维起源于半月神经节内的感觉神经元。半月节在中颅窝底部，靠近颞骨岩部的顶端。感觉神经元的外行纤维聚集成束，然后分为三支，即眼支、上颌支和下颌支。半月神经节感觉神经元的内行纤维进入桥脑，分为三束。①传递触觉的纤维进入在桥脑盖部外侧的三叉神经感觉主核。二级神经元的纤维组成背侧三叉丘系，终止于丘脑的弓状核。后者的投射纤维达到顶叶皮质；②传递痛、温和一部分触觉的纤维下降到桥脑下部、延髓和颈髓的上段，进入三叉神经的延髓脊髓核。下降的幅度和感觉的部位有关。来自眼支的纤维下降最低，而来自下颌支的纤维终止于延髓脊髓核的最上部。二级神经元的纤维交叉到对侧，组成腹侧三叉丘系，也终止于丘脑；③传递深感觉的纤维，汇合其他颅神经中的深感觉纤维，进入中脑导水管外下方的三叉神经中脑核。以后的联系未明。三叉神经的运动核处于桥脑盖部的外侧，靠近感觉主核。它的运动纤维在桥脑侧面穿出脑干，在半月神经节下面经过，然后汇合下颌支。运动核受到来自双侧额叶皮质区的锥体束的支配，也接受其他皮质运动区域和底节的联系。此外，它与三叉感觉核，及动眼、滑车、外展、面、听、迷走、舌下等核都有广泛联系。