是颈丛中最重要的神经。它是混合神经，其运动纤维支配膈肌，感觉纤维分布于胸膜、心包；一般认为，右膈神经的感觉纤维还可分布到肝、胆囊和胆道系统。膈神经受损的主要表现是同侧膈肌瘫痪。膈神经受刺激可发生呃逆。胆囊的炎症可刺激分布于膈下中央部腹膜和胆囊的右膈神经末梢，此时患者可感到右侧肩部疼痛(牵涉痛)，因而可能被误诊为肩关节或锁骨上区的病变，而忽略胆囊的炎症。

由第3、4、5对颈神经的前支组成。

膈神经的运动纤维支配膈肌，感觉纤维分布于胸膜、心包、膈下面的部分腹膜。一般认为，右膈神经的感觉纤维尚分布到肝、胆囊和肝外胆道的浆膜。

国人副膈神经的出现率约为48%，大多发自第5、或第5、6、第4颈神经。多为单侧，并常在锁骨下静脉上方或下方加入膈神经。

同侧半膈肌受影响，表现为腹式呼吸减弱或消失，严重者可有窒息感。膈神经受刺激时可发生呃逆。

膈神经前方邻接胸锁乳突肌、肩胛舌骨肌中间腱、颈内静脉、颈横动脉和肩胛上动脉等，左侧前方邻接胸导管弓。

膈神经属颈神经丛分支。大鼠膈神经通常由C4和C5前根在前斜角肌上部外侧汇合而成，自前斜角肌上部外缘，沿该肌的前面，于椎前筋膜的深侧，以近似垂直的方向下行。被胸锁乳突肌及颈内静脉覆盖，并有肩胛舌骨肌、颈横动脉及肩胛上动脉横过其表面。在锁骨下动、静脉间进入胸腔。在胸腔内由两层胸膜包裹与心包膈血管伴行进入膈肌。在右侧，膈神经在胸腔内自上而下与右胸廓内动脉、右头臂静脉、上腔静脉、右侧心包毗邻；左侧膈神经自上而下与左胸廓内动脉、左头臂静脉、主动脉弓、左侧心包毗邻。膈神经主干在进入膈肌之前主要分为胸骨支、前外侧支、后支。

膈神经均主要由第4颈神经前根发出，第3，5颈神经前根可发支参与，在前斜角肌外侧缘上份形成主干，沿前斜角肌表面下行，在锁骨下动静脉间进入胸廓。膈神经在胸腔内由两层胸膜包裹，覆盖膈神经的胸膜较疏松，易于分离。钝性分离即可游离整个胸段膈神经。右侧膈神经在胸腔内毗邻的结构由上而下有：右胸廓内动脉、右无名静脉、上腔静脉、右侧心包。左侧膈神经在胸腔内毗邻的结构由上而下有：左胸廓内动脉、左无名静脉、主动脉弓、左侧心包。膈神经从主干形成处至入肌点长度为：右侧(24.50±2.30)cm；左侧(30.50±2.50)cm。膈神经从锁骨下缘到入肌点的长度为：右侧(16.50±2.17)cm；左侧(23.10±2.50)cm。

膈神经的血供主要来源于心包膈动脉，除该血管外，无其它明显的血管滋养膈神经。

在胸腔内两侧膈神经均与心包膈动脉伴行，心包膈动脉与膈神经紧邻沿心包表面下行。在所有尸体中心包膈动脉均起源于同侧的胸廓内动脉。胸廓内动脉起源于锁骨下动脉。心包膈动脉是胸廓内动脉的第一个分支，心包膈动脉的直径为(1.30±0.15)mm。右侧胸廓内动脉起源点和心包膈动脉起源点的距离为(2.10±1.33)cm(0.50～5.20cm)。左侧胸廓内动脉起源点和心包膈动脉起源点的距离为(3.35±1.12)cm(1.40～5.60cm)。隔神经与胸廓内动脉在进入胸廓处位置不恒定。左侧，66.7%膈神经从前方越过胸廓内动脉，进入胸廓，走行在其内侧。其余的从后方经过胸廓内动脉，进入胸廓，走行在其外侧。右侧：50%的从前方越过胸廓内动脉，其余从后方经过胸廓内动脉。膈神经与胸廓内动脉交会点与胸廓内动脉起源点的距离右侧为(2.40±1.33)cm(0.50～5.40cm)；左侧(3.35±1.12)cm(1.70～6.40cm)。