Tủy sống có ba chức năng chính là:

+ Chức năng phản xạ. Chức năng phản xạ của tuỷ sống do phần chất xám trong tuỷ sống đảm nhận. Đó là các loại phản xạ tự nhiên, được xem là những phản xạ bản năng để bảo vệ cơ thể. Có 3 loại nơ ron đảm nhận chức năng phản xạ là nơron cảm giác, nằm ở rễ sau, dẫn xung cảm giác vào chất xám. Nơron liên lạc dẫn xung thần kinh ra sừng trước. Nơ ron vận động, nằm ở rễ trước, dẫn truyền xung vận động đến cơ vân và các cơ quan thừa hành.

Tuỷ sống điều tiết mọi hoạt động như các hoạt động niệu - sinh dục, nhịp hô hấp, hoạt động tim mạch. Tuỷ sống là trung tâm cấp thấp của vận động cơ toàn thân. Tuỷ sống tham gia và thực hiện các phản xạ vận động phức tạp, đồng thời là nơi giao tiếp của các phản xạ vận động.

Các phản xạ tuỷ điển hình như:

- Phản xạ da. Xuất hiện khi kích thích lên da. Trung tâm của phản xạ da nằm ở đoạn tuỷ ngực 11, 12

- Phản xạ gân. Xuất hiện khi kích thích lên gân (ví dụ gõ lên gân bánh chè lúc ngồi trên ghế). Trung tâm của phản xạ này nằm ở đoạn tuỷ thắt lưng 2- 4

- Phản xạ trương lực cơ. Giúp cơ luôn ở trạng thái trương lực. Nếu cắt đứt dây thần kinh vận động đùi thì cơ đùi sẽ mất trương lực, cơ sẽ mềm nhũn.

+ Chức năng dẫn truyền. Chức năng dẫn truyền của tuỷ sống do phần chất trắng đảm nhận. Chất trắng của tuỷ sống là những đường dẫn truyền xung thần kinh từ thụ quan lên não và từ não qua tuỷ sống đến các cơ quan đáp ứng. Ngoài ra trong chất trắng của tuỷ sống còn có các đường dẫn truuyền ngắn nối các đốt tuỷ sống với nhau.

+ Chức năng dinh dưỡng. Chức năng dinh dưỡng được thực hiện bởi các nơron dinh dưỡng trong tuỷ sống chi phối và chịu sự điều khiển của một đoạn tuỷ (Ví dụ, phản xạ bàng quang, phản xạ hậu môn, phản xạ vận mạch, phản xạ tiết mồ hôi).

Như vậy, tuỷ sống là trung khu thần kinh cấp thấp dưới vỏ, điều khiển các phản xạ không điều kiện.