Le nerf oculomoteur contient des fibres motrices qui innervent les muscles droits médial, supérieur et inférieur du globe oculaire, le muscle oblique inférieur et le muscle qui soulève la paupière supérieure, ainsi que des fibres autonomes qui, interrompues dans le ganglion ciliaire, innervent les muscles lisses internes de l'œil - le sphincter de la pupille et le muscle ciliaire.