Das Herz schlägt zwar auch ohne äußere Nervenversorgung, die Einflussnahme des vegetativen Nervensystems (Sympathikus und Vagus) ermöglicht jedoch die Anpassung der Herztätigkeit an den wechselnden Bedarf des Organismus.
Folgende Qualitäten der Herztätigkeit können durch Vagus und Sympathikus modifiziert werden:

Die Herzfrequenz

Die Geschwindigkeit der Erregungsleitung

Die Kontraktilität (Schlagkraft) des Herzmuskels

Die Nerven des Vagus haben Einfluss auf Sinusknoten, Vorhöfe und AV-Knoten, wirken bremsend und verlangsamen die Herzfrequenz. Die Überträgersubstanz des Vagus an den Nervenenden ist Azetylcholin. Vagusreize können zur Bradykardie und zur Blockade des AV- Knotens führen. Nur Rhythmen aus der Herzkammer können durch Vagusreiz nicht blockiert werden, da dort der Vagusnerv nicht ansetzt.

Die Nerven des Sympathikus beeinflussen zusätzlich die Kammern, wirken fördernd und erhöhen die Herzfrequenz. Bei Reizung des Sympathikus wird Noradrenalin und Adrenalin verwendet.

Ein Beispiel, wie der Körper Blutdruck und Herzfrequenz steuert, erhält man, wenn man sich mit dem Carotissinus beschäftigt. Ein kleiner Nervenknoten an der Arteria carotis interna überwacht ständig den Blutdruck (=> Barorezeptor). Wird ein zu hoher Druck registriert, dann werden über das Kreislaufzentrum in der Medulla oblongata und das vegetative Nervensystem Blutdruck und Herzfrequenz gesenkt. Wird dieser Knoten durch Druck von außen gereizt (Carotisdruck), dann wird dies als Hochdruck fehlinterpretiert , es treten z.T. schwere Bradykardien und Blutdruckabfälle auf. Bei empfindlichen Patienten kann dies bereits beim Rasieren oder Binden der Krawatte passieren. Dies prüft man beim Carotisdruckversuch.

Es gibt noch weitere Faktoren, die die Herzfunktion beeinflussen können. Durch Ausschüttung von Katecholaminen in Stresssituationen wird ebenfalls die Herzfrequenz erhöht, die Kontraktilität verstärkt und die Reizleitung beschleunigt. Die Katecholamine wirken durch verschiedene Rezeptoren an der Muskelzelle. Kommt mehr Blut zum Herz zurück, kommt es zur Dehnung der Herzwand und zur Verstärkung der Schlagkraft (Frank-Starling-Mechanismus). In den Vorhöfen werden Hormone gebildet, die bei Überdehnung für vermehrte Urinausscheidung sorgen.

Die Vorhöfe pumpen das Blut nach unten in die Kammern, das geht am Besten, wenn die Vorhöfe von oben nach unten depolarisieren und damit kontrahieren. Die Kammern Pumpen das Blut von unten nach oben in die großen Gefäße. Dieser Pumpvorgang funktioniert am Besten, wenn die Kammern von unten nach oben kontrahieren. Man kann dies mit einem gefüllten Schlauch vergleichen, den man auspresst, indem man den Druck an einer Seite beginnt und dann in Richtung Ausgang fortsetzt.
Durch den Rückstoß bei der Kammerkontraktion bleibt die Herzspitze nahezu am gleichen Ort, der sich kontrahierende Ventrikel verkürzt sich und zieht die Ventilebene nach unten. Die Vorhöfe werden gedehnt und füllen sich. Wenn sich die Kammern erholen und die Vorhöfe kontrahieren, wandert die Ventilebene wieder nach oben, die Kammern werden gedehnt und füllen sich.

Für den Pumpvorgang ist es auch wichtig, daß beide Ventrikel nahezu gleichzeitig kontrahieren, sonst würde das Septum zur später kontrahierenden Seite ausweichen und ein Teil des Pumpvolumens würde verloren gehen. Siehe auch Resynchronisationstherapie