O nervo oculomotor contém fibras motoras que inervam os músculos retos medial, superior e inferior do globo ocular, o músculo oblíquo inferior e o músculo que levanta a pálpebra superior, bem como fibras autonômicas que, interrompidas no gânglio ciliar, inervam os músculos lisos internos do olho - o esfíncter da pupila e o músculo ciliar.