自主神經(jīng)系統(tǒng)對心率的調(diào)節(jié)主要通過交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)來實現(xiàn)。交感神經(jīng)系統(tǒng)在心臟的作用主要是增加心率和增強心肌收縮力，而副交感神經(jīng)系統(tǒng)（主要通過迷走神經(jīng)）則有減慢心率的效果。
1. 交感神經(jīng)系統(tǒng)的激活會導(dǎo)致去甲腎上腺素的釋放，這種物質(zhì)可以與心臟細(xì)胞上的β受體結(jié)合，進(jìn)而導(dǎo)致心跳加速、心肌收縮力增強。這是因為去甲腎上腺素激活了細(xì)胞內(nèi)的信號傳導(dǎo)途徑，最終增加了鈣離子在心肌細(xì)胞中的濃度，從而增強了肌肉的收縮。
2. 副交感神經(jīng)系統(tǒng)通過迷走神經(jīng)釋放乙酰膽堿作用于心臟上的M受體（主要是M2型受體），導(dǎo)致心率減慢。這是因為乙酰膽堿能夠激活鉀通道，使細(xì)胞膜超極化，提高動作電位閾值，從而降低竇房結(jié)的自律性，減少心跳次數(shù)。

在生理狀態(tài)下，這兩套系統(tǒng)處于動態(tài)平衡之中，共同維持著正常的心率和心臟功能。當(dāng)機體遇到應(yīng)激情況時（如運動、情緒激動等），交感神經(jīng)活動增強，心率加快；而在安靜或休息狀態(tài)下，則主要是副交感神經(jīng)起主導(dǎo)作用，使心率保持在一個較低水平。

此外，自主神經(jīng)系統(tǒng)還能夠調(diào)節(jié)血管的舒縮狀態(tài)，間接影響心臟的工作負(fù)荷。例如，在應(yīng)激反應(yīng)中，除了直接提高心率外，交感神經(jīng)還能引起全身小動脈收縮，增加外周阻力，從而進(jìn)一步提升血壓以滿足身體對血流的需求。