다리뇌의 외측에 위치합니다.

가장 큰 뇌신경으로, 큰 감각근과 작은 운동근으로 구성되어 있습니다. 
다리뇌로부터 나온 삼차신경섬유는 세 갈래로 나누어져 얼굴로 이어지며, 세 분지는 안신경, 상악신경, 하악신경이라 불립니다. 가장 위에 위치한 안신경은 상악신경과 하악신경의 볼록한 신경절에서 나오고 여러 신경들과 교류합니다. 중간에 위치한 상악신경은 안신경보다 큰 감각신경이며, 정원공을 지나 두개골을 통해 나옵니다. 가장 아래에 위치한 하악신경은 삼차신경의 가장 큰 분지로, 앞쪽 부위는 대부분 운동신경섬유이지만 작은 감각분지로 협신경을 이루고 있습니다. 하악신경의 뒤쪽 부위는 감각 신경이어서 치아의 감각을 담당합니다.

감각신경은 얼굴 피부, 코, 입의 점막에 대한 감각 정보(접촉, 압력, 통증)를 뇌로 전달하며, 운동신경은 저작근을 활성화시켜 씹을 수 있도록 합니다. 삼차신경이 손상을 받을 경우 얼굴의 통증 발작이 생기는 삼차신경통이 발생할 수 있습니다. 통증은 감각신경이 자극받았거나 운동신경이 저작에 관여한 경우 발생하는데, 먹는 행동, 면도하는 행동, 가벼운 바람에 얼굴이 노출되는 경우, 차가운 온도에 노출되는 경우에 통증이 발생합니다.

삼차신경이 분포하는 부위에 통증과 발작이 일어나는 것을 삼차신경통이라 합니다. 삼차신경통에 비하여 삼차신경병(trigeminal neuropathy)은 감각 소실이 두드러지지만 통증이 덜하다는 점에서 차이가 있습니다. 삼차신경통에서 일반적으로 통증은 양측이 아닌 한 쪽에서만 나타나고, 삼차신경의 3개 가지 중에서 한 개 혹은 두 개의 신경 분지에서 증상이 발생합니다. 삼차신경통은 혈관에 의한 신경의 압박이 가장 흔한 원인이며, 여자에게서 더 많이 발생하는 경향이 있습니다. 삼차신경통을 치료하는 방법은 약물 투여, 신경차단술, 뇌감압술 등이 있으며, 환자에게 적합한 방법으로 치료를 시행합니다.