第3对脑神经，为运动性脑神经，含有躯体运动和内脏运动两种纤维。起自中脑腹侧脚间窝，紧贴小脑幕切迹缘和蝶鞍后床突侧方前行，穿过海绵窦外侧壁上部，经眶上裂入眶，支配眼肌运动，并参与调节反射和瞳孔对光反射。
动眼神经分为5段，依次为池段、岩床段、海绵窦段、眶上裂段、眶段，其分段标准为：①池段：从动眼神经离开中脑后在脚间窝的外侧面出大脑脚，运行至后床突韧带的前外侧和上方。②岩床段：从后岩床突韧带到进入海绵窦的硬膜入口处。③海绵窦段：从动眼神经进入海绵窦到走行至前床突尖端下缘的下方或前方。④眶上裂段：从动眼神经进入眶上裂至出眶上裂。⑤眶段：动眼神经通过眶上裂后至上、下两支分别支配各眼肌。