신경계는 곤충의 생리학적과 행동적 반응을 조절하는 중요한 체계이다. 곤충의 신경계는 중앙신경계와 말초신경계로 나눌 수 있다. 중앙신경계는 두뇌와 복부의 신경 절삭(ventral nerve cord)으로 구성되어 있으며, 말초신경계는 감각기관과 근육들을 연결하는 신경으로 이루어진다.

곤충의 두뇌는 여러 부분으로 나뉘어 있으며, 각 부분은 서로 다른 기능을 수행한다. 예를 들어, 신경초 (mushroom bodies)는 학습과 기억에 관여하며, 시각적 정보를 처리하는 위치적 뇌 부분도 존재한다. 곤충의 두뇌는 일반적으로 작은 크기임에도 불구하고 복잡한 신호처리를 수행할 수 있는 구조를 가지고 있다.

곤충의 신경계는 또한 고유의 신경전달물질을 사용한다. 이들은 신경 세포 간의 신호 전달을 촉진하며, 신경계의 기능을 유지하는 데 중요한 역할을 한다. 주요 신경전달물질로는 아세틸콜린, 노르에피네프린, 세로토닌 등이 있으며, 이들은 각기 다른 신경 세포에 특화된 작용을 한다.

말초신경계는 감각기관으로부터의 정보를 수집하여 중앙신경계로 전달하며, 중앙신경계가 조정한 명령을 다시 근육으로 전달하는 기능을 한다. 곤충은 촉각, 시각, 후각, 청각 등의 감각을 통해 외부 환경을 인식하고 존재하는 다양한 자극에 반응한다.

곤충의 신경계는 생존을 위한 중요한 역할을 하며, 이로 인해 복잡한 행동을 수행할 수 있다. 예를 들어, 곤충은 짝짓기, 먹이 탐색, 포식자 회피 등의 행동을 신경계의 정교한 조절을 통해 수행한다. 배우기와 기억하기와 같은 높은 수준의 인지 기능도 곤충 신경계의 중요한 기능 중 하나로, 이는 곤충의 생태와 진화에 깊은 영향을 미친다.