颈神经干很短，出椎间孔后立即分为前、后两支，每支都是混合性的。除第1、第2颈神经的后支较粗大外，其余颈神经的后支均较前支细小。颈神经的后支又可分为内侧支与外侧支（第1颈神经除外）。所有颈神经的后支均支配肌肉，只有第2、3、4或第5颈神经后支的内侧支支配皮肤。

第1颈神经的后支 称枕下神经，较前支大，于寰椎后弓的椎动脉沟内，椎动脉的下侧，自干分出。向后行，进入枕下三角，于此分支分布于枕下三角周围诸肌（即头上斜肌、头后大直肌、头下斜肌），并发一支横越头后大直肌的后侧，至头后小直肌；还有分支至覆盖着枕下三角的头半棘肌。此外，有分支穿过头下斜肌，或经该肌表面，与第2颈神经后支的内侧支（枕大神经）相连结。枕下神经一般属于运动神经，但有时亦发皮支支配项上部的皮肤，或与枕动脉伴行，分布于颅后下部的皮肤。

第2颈神经的后支 此支为所有颈神经后支中最大者，也比其前支粗大。于寰椎后弓与枢椎椎弓板之间，头下斜肌的下侧穿出，发一细支至头下斜肌，并与第1颈神经后支交通。然后分为较小的外侧支及较大的内侧支。外侧支支配头长肌、夹肌、头半棘肌，并与第3颈神经相应的分支连结。内侧支为枕大神经，斜向上升，经头下斜肌和头半棘肌之间，在头半棘肌附着于枕骨处，穿过该肌，更穿过斜方肌腱及颈部的颈固有筋膜，在上项线下侧，分为几支感觉终末支，与枕动脉伴行，分布于上项线以上，可达颅顶的皮肤。自枕大神经亦分出1~2个运动小支，至头半棘肌。有时发一支至耳郭后面上部的皮肤。当枕大神经绕过头下斜肌时，此支与第1及第3颈神经后支的内侧支连结。因此，在头半棘肌下侧，形成颈后神经丛。

第3颈神经的后支 比该神经的前支小，绕C3的关节突向后行，经横突间肌的内侧，然后分为内侧支及外侧支。外侧支为肌支，并与第2颈神经的外侧支相连结。内侧支经过头半棘肌与颈半棘肌之间，再穿夹肌及斜方肌，终末支分布于皮肤。当其在斜方肌深侧时，发一支穿过斜方肌，终于颅后下部近正中线处枕外隆凸附近的皮肤，此支称为第3枕神经。此神经位于枕大神经内侧，与枕大神经之间有交通支相连。