Neurale regulatie gebeurt vanuit delen van de vegetatieve zenuwstelsel. In het verlengde merg van de hersenen bevindt zich het hartregulatie-centrum (cardiovasculaire centrum). Dit zenuwcentrum ontvangt informatie vanuit de bloeddruksensoren (barosensoren). Deze sensoren liggen in de wand van de aorta en van de halsslagaders en geven veranderingen in de arteriƫle bloeddruk door naar het hartregulatiecentrum. Het hartregulatiecentrum kan de hartactiviteit stimuleren via bepaalde zenuwen, de nervi accelerantes. Bij stimulering wordt het hartminuutvolume groter. Hierdoor stijgt de bloeddruk. De hartactiviteit kan ook geremd worden. Dat gebeurt via de zwervende zenuw (nervus vagus). Bij remming verkleint het hartminuutvolume en daalt de bloeddruk.
Het hartregulatiecentrum kan ook de vulling van de bloedvaten bijsturen. Wanneer de bloeddruk te laag is, stimuleert het centrum bloedvatenvernauwing van de arteriolen. Hierdoor gaat er minder bloed naar de organen en wordt het bloedvolume in de rest van de slagaders groter. De bloeddruk stijgt. Bij te hoge bloeddruk vindt juist bloedvatverwijdering bij de arteriolen plaats, waardoor de bloeddruk daalt.