Z mnoha druhů nervové činnosti existuje jeden jednoduchý druh, při kterém podnět vede k okamžité akci. Jedná se o reflexní činnost. Slovo reflex (z latinského reflexus, „odraz“) zavedl do biologie anglický neurolog 19. století Marshall Hall, který toto slovo zformuloval, protože si myslel, že svaly odrážejí podnět podobně jako zeď odráží míč hozený proti ní. Hall měl reflexem na mysli automatickou reakci svalu nebo několika svalů na podnět, který vzbudí aferentní nerv. Tento termín se nyní používá k popisu činnosti, která je vrozenou aktivitou centrální nervové soustavy, nezahrnující vědomí, při níž určitý podnět vzrušením aferentního nervu vyvolá stereotypní, okamžitou odpověď svalu nebo žlázy.
Anatomická dráha reflexu se nazývá reflexní oblouk. Skládá se z aferentního (neboli smyslového) nervu, obvykle jednoho nebo více interneuronů v centrální nervové soustavě, a eferentního (motorického, sekrečního nebo sekreto-motorického) nervu.
Většina reflexů má v reflexním oblouku několik synapsí. Napínací reflex je výjimečný tím, že bez interneuronu v oblouku má pouze jednu synapsi mezi aferentním nervovým vláknem a motorickým neuronem (viz níže Pohyb: Regulace svalové kontrakce). Flexorový reflex, který odstraňuje končetinu před škodlivým podnětem, má minimálně dva interneurony a tři synapse.
Pravděpodobně nejznámějším reflexem je zornicový světelný reflex. Pokud se v blízkosti jednoho oka rozsvítí světlo, zornice obou očí se stáhnou. Podnětem je světlo, impulsy se dostávají do mozku prostřednictvím zrakového nervu a odpověď je přenášena do zornicového svalstva autonomními nervy, které zásobují oko. Další reflex, který se týká oka, je známý jako slzný reflex. Když něco podráždí spojivku nebo rohovku oka, slzný reflex způsobí, že nervové impulsy projdou pátým lebečním nervem (trojklanným) a dosáhnou středního mozku. Eferentní končetina tohoto reflexního oblouku je autonomní a převážně parasympatická. Tato nervová vlákna stimulují slzné žlázy v očnici a způsobují výtok slz. Dalšími reflexy středního mozku a prodloužené míchy jsou reflexy kašle a kýchání. Kašlací reflex je vyvolán dráždivou látkou v průdušnici a kýchací reflex látkou v nose. V obou případech se na reflexní odpovědi podílí mnoho svalů; to zahrnuje dočasný výpadek dýchání za účelem vyloučení dráždivé látky.
První reflexy se vyvíjejí v děloze. Do sedmi a půl týdne po početí lze pozorovat první reflex; stimulace v okolí úst plodu způsobí otočení rtů směrem k podnětu. Do narození jsou sací a polykací reflexy připraveny k použití. Dotyk rtů dítěte vyvolá sání a dotyk zadní části jeho krku vyvolá polykání.
Ačkoli je ve výše uvedené definici použito slovo stereotypní, neznamená to, že reflexní reakce je neměnná a neměnná. Když se podnět pravidelně opakuje, dochází v reflexní odpovědi ke dvěma změnám – k senzibilizaci a habituaci. Senzibilizace je zvýšení reakce; obecně k ní dochází během prvních 10 až 20 reakcí. Habituace je pokles reakce; pokračuje, dokud nakonec reakce nezanikne. Při nepravidelném opakování podnětu k habituaci nedochází nebo je minimální.
Existují také dlouhodobé změny reflexů, které lze pozorovat při experimentálních míšních transekcích prováděných na koťatech. Opakovaná stimulace kůže pod úrovní léze, např. tření stejné oblasti po dobu 20 minut každý den, způsobuje změnu latence (intervalu mezi podnětem a nástupem odpovědi) některých reflexů s útlumem a nakonec vymizením odpovědi. Ačkoli tento postup trvá několik týdnů, ukazuje, že každodenní stimulací lze změnit jednu reflexní odpověď v jinou. Opakovaná aktivace synapsí zvyšuje jejich účinnost a způsobuje trvalou změnu. Když tato opakovaná stimulace ustane, synaptické funkce regredují a reflexní reakce se vrátí do původní podoby.
Reflexní reakce jsou často rychlé; neurony, které přenášejí signály například o postoji, poloze končetin nebo dotyku, mohou vystřelovat signály rychlostí 80-120 metrů za sekundu (asi 180-270 mil za hodinu). Avšak zatímco o mnoha reflexních reakcích se říká, že jsou rychlé a okamžité, některé reflexy, tzv. náborové reflexy, mohou být sotva vyvolány jediným podnětem. Místo toho vyžadují k vyvolání odpovědi stále větší stimulaci. Například reflexní kontrakce močového měchýře vyžaduje k natažení svalu a dosažení svalové kontrakce stále větší množství moči.
Reflexy mohou být změněny impulsy z vyšších úrovní centrální nervové soustavy. Například kašlací reflex lze snadno potlačit, a dokonce i dávivý reflex (pohyby počínajícího zvracení v důsledku mechanické stimulace stěny hltanu) lze tréninkem potlačit.
Tzv. podmíněné reflexy nejsou vůbec reflexy, ale složité akty naučeného chování. Jedním z takových podmíněných reflexů je slinění; k němu dochází pouze tehdy, když si člověk uvědomuje přítomnost potravy nebo když si potravu představuje.