الجهاز العصبي المحيطي (بالإنجليزية: Peripheral Nervous System) هو أحد مكونات الجهاز العصبي عند الحيوانات ثنائية التناظر بالإضافة للجهاز العصبي المركزي. الوظيفة الأساسية للجهاز العصبي المحيطي هي ربط الأطراف والأعضاء بالجهاز العصبي المركزي، أي يعمل بشكل أساسي كنقطة وصل بين الدماغ والنخاع الشوكي وبقية الجسم. بعكس الجهاز العصبي المركزي، فإن الجهاز العصبي المحيطي غير محمي بالعمود الفقري والجمجمة، أو الحاجز الدموي الدماغي، ما يجعله معرضًا للسموم (الذيفانات) والأذيات الميكانيكية.
يقسم الجهاز العصبي المحيطي إلى الجهاز العصبي الجسدي والجهاز العصبي الذاتي. في الجهاز العصبي الجسدي، تُعتبر الأعصاب القحفية جزءًا من الجهاز العصبي المحيطي ما عدا العصب البصري (العصب القحفي الثاني) مع الشبكية. لا يعتبر العصب القحفي الثاني عصبًا محيطيًا حقيقيًا وإنما هو سبيل للدماغ البيني. تنشأ عقدة العصب القحفي في الجهاز العصبي المركزي. مع ذلك، تتمادى محاوير الأعصاب القحفية العشر المتبقية خارج الدماغ، لذا تُعتبر جزءًا من الجهاز العصبي المحيطي. يتحكم الجهاز العصبي الذاتي بالعضلات الملساء والغدد بشكل لاإرادي. يسمح الاتصال بين الجهاز العصبي المركزي والأعضاء للجهاز العصبي بأن يعمل وفق آليتين: ودية وَلاودية (نظيرة ودية).