Hệ thần kinh của thằn lằn phát triển hơn so với của ếch, có não trước và tiểu não phát triển liên quan với đời sống và hoạt động phức tạp hơn (hình 39.4).
Tai có màng nhĩ nằm sâu trong một hốc nhỏ tương tự ống tai ngoài nhưng chưa có vành tai. Mắt cử động rất linh hoạt, có thể quan sát dề dàng con mồi ngay khi đầu giữ bất động. Mắt có mi mắt và tuyến lệ đặc trưng cho các động vật sống ờ cạn. Ngoài 2 mi trên dưới, mắt thằn lằn còn có mi thứ ba mỏng rất linh hoạt, đàm bảo cho mắt khỏi khô mà vẫn nhìn thây được.